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摘要：提出协同航路改航路线的选择，提出航路选择的方法并进行算例分析。通过航班延误来评定改航路线的好坏。通过航空公司考虑选择哪条路线，这样就可以计算出航班的最小延误成本，推断出航空公司选择的航线，以便流量管理部门能够及时分配资源。
关键词：空中交通流量管理；空域；协同管理
引言：随着民航事业的快速发展，空中交通流量管理问题日渐增多。随着协同决策支持（CDM，Collaborative Decision Making）技术应用到空中交通流量管理中，特别是在地面等待策略中已经取得了成功的应用[1][2]，使解决这一问题成为了可能。本文的目的就是研究协同航路改航路线选择的问题。
1.问题描述
在执行改航策略的过程中，为了使改航过程中的延误最小，需要对改航路线进行选择。若合理利用空域资源适应飞行需求，这就要求航空公司与流量管理部门，航空公司和航空公司之间进行协调，使改航策略做到協调统一。
这样就可以减少因为天气原因引起的不必要的航班延误。因此，航班延误是评定改航路线好坏的标准。
2．航路选择
下面对基于航班延误的改航航路选择问题进行研究。假设给定一个时隙，其中是开始时间，是结束时间。假设飞机到达时间，航班延误的表示式1如下[4]：
（1）
假设某一航班，候选路线按飞行费用升序排列。如果的航路是理想的航路或首选路线，那么给承运人的第路线的成本cost可以表示为式2：
（2）
是航空公司所承担的地面延误所估计的费用，它将承担航路的费用；
是飞过航路门对门的空中成本，这是由航空公司的航班规划工具所计算；
是没有得到连接航路的成本。
3.算例分析
下面举例说明，为了简化问题，我们假设不存在连接成本，以及地面延误的线性增加率为。固定的航路的成本函数是，其中是当航班穿越航路时分配给航班的地面延误数值。是航路飞行的固定费用。这里的可以包含主观因素（如尾流成本等），以及目标成本（如燃料燃烧成本等）。现在，航空公司将从航路0转换到航路，当路线的成本较少时，即成本，即当
（3）
合并同类项，同时定义一个常数，上述不等式变成：
（4）
这表明航路优于航路0，实行航路0的地面延误高于实行航路的地面延误时，高出分钟或更长时间（）。常数叫做开端延误。这可以解释为让航路0和航路经济性等价的地面延误值。
开端延误的值可以通过航空公司和安全的执行分配原则计算得到。由航空公司所有的信息计算出一个相对理想化的成本。的值是额外的成本，它是航班实际飞行航路比理想化飞机飞行航路0高的那部分成本。因此，分配原则可以表现出航空公司考虑选择哪条路线，这样就可以通过计算出航班的最小，推断出航空公司选择的航线，以便流量管理部门能够及时分配资源。
图1显示飞行面临三种路线的选择。当空域没有进行流量限制时，航路，，的空中飞行成本分别是，，，在没有实行地面等待的情况下，路线是最节约成本的。然而，当空域划定FCA后，这三条航路的地面延误分别是，，。假如空中飞行成本两倍于的地面等待成本，我们可以看到在图1最右边的航路成本分别是60，30和40。
显然，在这些地面等待环境下路线是首选。现在，通过逻辑配给对上述三种航路已经提供了三个Δ值，这是完全独立的地面等待数值，分别是，和。对于这个飞行，新增这些地面等待值，使得上述的延误又发生了变化，总延误=改航总延误+开端延误。因此，三条航路最后的总延误如表4-1所示。路线的成本是60 ，路线的花费是50，路线的花费是80 。显然，路线仍然是空域用户的首选路线。
表1 路线选择中延误情况数据表
由此，我们可以得到最优航路选择的算法，算法的最终目的就是通过比较航路的总延误，找出最佳改航航路。算法的具体流程如图2所示。
4.结语
本文从改航路线选择的角度体现了空域与流量协同管理的概念，综合空中等待和地面等待的总延误成本，体现空域资源和飞行需求的相互协调，灵活合理地利用空域资源。
参考文献：
[1] 董云龙 空中交通流量管理资源公平分配算法研究 [硕士学位论文],南京,南京航空航天大学,2007.1.
[2] 李泉，基于CDM的ATFM策略分析及资源分配机制研究，[硕士学位论文],南京,南京航空航天大学,2006.1.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：空中交通流量管理；空域；协同管理
引言：随着民航事业的快速发展，空中交通流量管理问题日渐增多。随着协同决策支持（CDM，Collaborative Decision Making）技术应用到空中交通流量管理中，特别是在地面等待策略中已经取得了成功的应用[1][2]，使解决这一问题成为了可能。本文的目的就是研究协同航路改航路线选择的问题。
1.问题描述
在执行改航策略的过程中，为了使改航过程中的延误最小，需要对改航路线进行选择。若合理利用空域资源适应飞行需求，这就要求航空公司与流量管理部门，航空公司和航空公司之间进行协调，使改航策略做到協调统一。
这样就可以减少因为天气原因引起的不必要的航班延误。因此，航班延误是评定改航路线好坏的标准。
2．航路选择
下面对基于航班延误的改航航路选择问题进行研究。假设给定一个时隙，其中是开始时间，是结束时间。假设飞机到达时间，航班延误的表示式1如下[4]：
（1）
假设某一航班，候选路线按飞行费用升序排列。如果的航路是理想的航路或首选路线，那么给承运人的第路线的成本cost可以表示为式2：
（2）
是航空公司所承担的地面延误所估计的费用，它将承担航路的费用；
是飞过航路门对门的空中成本，这是由航空公司的航班规划工具所计算；
是没有得到连接航路的成本。
3.算例分析
下面举例说明，为了简化问题，我们假设不存在连接成本，以及地面延误的线性增加率为。固定的航路的成本函数是，其中是当航班穿越航路时分配给航班的地面延误数值。是航路飞行的固定费用。这里的可以包含主观因素（如尾流成本等），以及目标成本（如燃料燃烧成本等）。现在，航空公司将从航路0转换到航路，当路线的成本较少时，即成本，即当
（3）
合并同类项，同时定义一个常数，上述不等式变成：
（4）
这表明航路优于航路0，实行航路0的地面延误高于实行航路的地面延误时，高出分钟或更长时间（）。常数叫做开端延误。这可以解释为让航路0和航路经济性等价的地面延误值。
开端延误的值可以通过航空公司和安全的执行分配原则计算得到。由航空公司所有的信息计算出一个相对理想化的成本。的值是额外的成本，它是航班实际飞行航路比理想化飞机飞行航路0高的那部分成本。因此，分配原则可以表现出航空公司考虑选择哪条路线，这样就可以通过计算出航班的最小，推断出航空公司选择的航线，以便流量管理部门能够及时分配资源。
图1显示飞行面临三种路线的选择。当空域没有进行流量限制时，航路，，的空中飞行成本分别是，，，在没有实行地面等待的情况下，路线是最节约成本的。然而，当空域划定FCA后，这三条航路的地面延误分别是，，。假如空中飞行成本两倍于的地面等待成本，我们可以看到在图1最右边的航路成本分别是60，30和40。
显然，在这些地面等待环境下路线是首选。现在，通过逻辑配给对上述三种航路已经提供了三个Δ值，这是完全独立的地面等待数值，分别是，和。对于这个飞行，新增这些地面等待值，使得上述的延误又发生了变化，总延误=改航总延误+开端延误。因此，三条航路最后的总延误如表4-1所示。路线的成本是60 ，路线的花费是50，路线的花费是80 。显然，路线仍然是空域用户的首选路线。
表1 路线选择中延误情况数据表
由此，我们可以得到最优航路选择的算法，算法的最终目的就是通过比较航路的总延误，找出最佳改航航路。算法的具体流程如图2所示。
4.结语
本文从改航路线选择的角度体现了空域与流量协同管理的概念，综合空中等待和地面等待的总延误成本，体现空域资源和飞行需求的相互协调，灵活合理地利用空域资源。
参考文献：
[1] 董云龙 空中交通流量管理资源公平分配算法研究 [硕士学位论文],南京,南京航空航天大学,2007.1.
[2] 李泉，基于CDM的ATFM策略分析及资源分配机制研究，[硕士学位论文],南京,南京航空航天大学,2006.1.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。