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近十几年来,我国民航事业飞速发展,航班飞行架次平均增长率都15%以上,而且我国飞行架次主要集中在少数机场和航路上,特别是北京地区、沪杭甬、珠江三角洲,目前每日航班均在400个以上,这使这些机场和区域出现严重空中交通拥挤现象,造成飞机不必要的空中盘旋等待、地面延误。不仅造成运营成本的大幅度的增加,同时也加重了空中交通管制人员和飞机驾驶员的额外负担,严重危及空中交通安全。这样,如何加强终端区内的空中交通流量管理,保证飞行的安全、流畅、有序和减少飞行延误,就成为当今空中交通管制有关部门所面临的迫切任务。 本论文是从我国实际出发,结合未来空中交通流量管理的发展方向,借鉴国际上较为成熟的理论和实际成功经验,来建立终端区空中交通流量系统,为以后进一步实现终端区空中交通流量自动化管理打下基础。 本论文是基于飞机质心运动方程组,结合飞行操作程序和空管管制程序,根据飞机的空气动力学模型、推力模型和实时的大气气象模型,用四阶龙格——库塔积分法规划出飞机下降进近4D轨迹。在此基础上,通过调节下降马赫数Ma、下降校正表速Cas和开始下降点Top,算出飞机飞到目标点的时间区段。 有了上述基础,本论文再提出一种新的飞机队列排序算法,引入了被动插入式动态排序窗的概念,不同于现在国际和国内所使用或正在研究的算法,本算法在无空中交通拥挤时遵守“先到先服务”服务规则。当发生空中交通拥挤时,先在刚到达的飞机的前后建立一个动态排序窗,计算时,只需对窗内的飞机队列进行排序,即只需对与刚到达飞机相关的飞机进行处理。该算法计算量少,上机计算时占用的时间资源和空间资源也极少,满足排序实时性要求,且结果也容易被管制员和驾驶员所接受,非常适合机场终端区内实时交通流量控制。