Диссертация (Система управления приоритетным обслуживанием воздушных судов при заходе на посадку и пассажиров в аэропорту после прилета)

Министерство образования и науки Российской ФедерацииМОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ(национальныйисследовательский университет)На правах рукописиТИН ПХОН ЧЖОСИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРИОРИТЕТНЫМ ОБСЛУЖИВАНИЕМВОЗДУШНЫХ СУДОВ ПРИ ЗАХОДЕ НА ПОСАДКУ ИПАССАЖИРОВ В АЭРОПОРТУ ПОСЛЕ ПРИЛЕТАСпециальность 05.13.01 – системный анализ, управление и обработкаинформации(информатика, управление и вычислительная техника)Диссертация на соискание ученой степенидоктора технических наукНаучный консультант:доктор технических наук,профессорзаслуженный деятельнауки РФЛебедев Георгий Николаевич2Москва 2015СодержаниеВведение ...................................................................................................................

6Глава 1.Анализ функционирования известных систем управлениявоздушным движением. Общая постановка задачи .......................................... 161.1 Анализ функционирования известных систем управления воздушнымдвижением .............................................................................................................. 161.2 Общая постановка задачи ..............................................................................

251.3 Выводы по главе 1 .......................................................................................... 31Глава 2. Анализ известных методов параметрической оптимизации, теорииоптимального управления и теории массового обслуживания ........................

342.1 Анализ известных методов параметрической оптимизации ...................... 342.2 Линейное программирование ........................................................................ 412.3 Принцип максимума Понтрягина .................................................................

462.3.1 Постановка задачи оптимального управления. Принципмаксимума Понтрягина .................................................................................. 462.3.2Задача об оптимальном быстродействии в линейных системах ... 482.4 Динамическое программирование ................................................................ 492.5 Аналитическое конструирование оптимальных регуляторов (АКОР) ..... 532.6 Оценка возможности применения теории массового обслуживания ....... 562.7 Выводы по главе 2 .......................................................................................... 61Глава 3. Формирование единого критерия безопасности и экономичностиполета при заходе на посадку ..............................................................................

623.1 Представление критерия качества воздушного движения в линейнойформе и сущность обратной задачи линейного программирования ............... 623.2 Пример 1. Решение прямой задачи линейного программирования .......... 663.3 Процедура определения координат ближайших вершин при заданномоптимальном решении прямой задачи ................................................................

693.4 Формирование матрицы данных для выбранной оптимальной вершиныбез использования строки целевой функции...................................................... 733.5 Общая процедура обратного симплекс-метода решения задачи линейногопрограммирования ................................................................................................ 7833.6 Оценка точности решения обратной задачи линейного программированияпри одной заданной оптимальной вершине .......................................................

843.7 Примеры использования обратного симплекс-метода в задачеобеспечения безопасных дистанций между самолетами в воздушном эшелонепри заходе на посадку ...........................................................................................

873.8 Определение коэффициентов относительной важности безопасности иэкономичности полета в объединенном параметрическом критерии прииспользовании результатов решения обратной задачи линейногопрограммирования. ............................................................................................... 953.8.1Постановка задачи идентификации коэффициентов критерия ..... 953.8.2 Оценка безопасности полета в эшелоне при заходе на посадку сучетом дистанции между соседними самолетами ....................................... 993.8.3 Объединение оценок безопасности и экономичности полета ведином параметрическом критерии ............................................................

1013.8.4 Оценка неизмеряемых параметров критерия с помощью решенияобратной задачи линейного программирования ........................................ 1033.9 Выводы по главе 3 ........................................................................................ 105Глава 4. Автоматизированный выбор посадочных курсов в Московскомаэроузле при изменении направлении ветра .................................................... 1064.1 Алгоритм выбора посадочных курсов ВПП .............................................. 1074.2 Постановка задачи оптимизации захода на посадку на разные аэродромывоздушных судов, подлетающих к Москве только по заданным трассам .... 1114.3 Структура принятия альтернативных решений по посадке на группу ВППсамолетов, летящих в заданных направлениях. ...............................................

1134.4 Выводы по главе 4 ........................................................................................ 119Глава 5. Формирование динамических приоритетов посадки самолетов наодну из ВПП по критерию экономичности и безопасности полета .............. 1205.1 Подход к решению задачи методом динамического программирования.1205.2 Решение с помощью уравнения Беллмана задачи назначениядинамических приоритетов при движении судов, летящих параллельнымкурсом с заданной линией пути. ........................................................................ 1215.3 Решение задачи назначения динамических приоритетов при движениисудов с произвольным курсом. .........................................................................

12845.4 Пример расчета динамических приоритетов для воздушных судов,имеющих различные запасы топлива при заходе на посадкупоодной трассе ......................................................................................................... 1295.5 Задача бесприоритетного обслуживания самолетов при их попадании втромбон во время захода на посадку................................................................. 1315.6 Случай бесприоритеного обслуживания самолетов, попавшихвочередь.................................................................................................................. 1325.7 Расчет оптимального числа самолетов в очереди в тромбоне .................

1355.8 Выводы по главе 5 ........................................................................................ 137Глава 6. Решение задачи распределения воздушных судов при их заходе напосадку ................................................................................................................. 1396.1 Алгоритм назначения приоритетов воздушных судов для каждой ВППМосковского аэроузла без учета их близости на трассе ................................. 1396.2 Алгоритм последовательного формирования приоритетных списковсудов для каждой трассы ....................................................................................

1406.3 Пример распределения 20 воздушных судов в Московском аэроузле ... 1426.4 Алгоритм определения первоочередности приземления судов на каждомВПП....................................................................................................................... 1496.4.1Постановка задачи ............................................................................

1496.4.2 Формирование общего алгоритма назначения очередности сучетом удаленности от аэродрома. ............................................................. 1526.5 Выводы по главе 6 ........................................................................................ 158Глава 7. Оперативный контроль безопасности попутного движения судов вэшелоне................................................................................................................. 1607.1 Постановка задачи управления попутным движением.............................

1607.2 Дополнительное замечание о коэффициентах штрафа интегральногокритерия качества попутного движения ........................................................... 1627.3 Решение задачи синтеза управления и контроля безопасности попутногодвижения судов ................................................................................................... 1647.4 Результаты моделирования попутного движения ..................................... 1707.5 Выводы по главе 7 ........................................................................................

177Глава 8. Исследование системы массового обслуживания пассажиров ваэропорту после прилета .................................................................................... 1798.1 Постановка задачи ........................................................................................ 17958.2 Расчет вероятностного состояния системыбесприоритетногообслуживания пассажиров, попавших в очередь ............. 1818.3 Расчет вероятностного состояния системыприоритетногообслуживания. .....................................................................................................

1838.4 Обобщение условий перехода вероятностного состояния системы в видеалгебраических формул ...................................................................................... 1928.5 Выбор числа каналов обслуживания пассажиров в аэропорту покритерию минимальной средней стоимости с учетом реальнойвзаимопомощи между каналами ........................................................................ 196Вероятности занятости каналов СМО равны: .................................................. 1978.6 Выводы по главе 8 ........................................................................................ 202Глава 9.