为了有效缓解空中航路网络中大规模航空器集群排放引发的环境问题,研究提出一种基于聚合网络交通流的空中交通绿色优化方法。以航空器集群聚合形成的网络交通流为研究对象,构建空中航路网络交通流动力学模型,用以描述管制干预下网络交...为了有效缓解空中航路网络中大规模航空器集群排放引发的环境问题,研究提出一种基于聚合网络交通流的空中交通绿色优化方法。以航空器集群聚合形成的网络交通流为研究对象,构建空中航路网络交通流动力学模型,用以描述管制干预下网络交通流的动态演化行为。在此基础上,以最小化航空排放所致的全球绝对温变潜力(Absolute Global Temperature Potential, AGTP)为目标,构建空中航路网络交通流绿色优化模型。该模型的维度与大规模航空器集群数量无关,而取决于有限的空域单元数量,显著降低了建模维度。此外,为了进一步削减计算复杂度,通过引入辅助变量约束的方法,将原本的非线性规划问题转化为混合整数线性规划(Mixed-Integer Linear Programming, MILP)问题,并借助Cplex进行求解。最后,以华东区域5个高空管制扇区构成的航路网络为实例,对所提方法开展验证。实例分析结果显示:网络交通流动力学模型能够较好地描述空中交通的动态演化行为,平均推演误差为4.55%;网络交通流绿色管控模型可有效降低航空排放的环境影响,在25 a、50 a、100 a的时间影响尺度下,AGTP分别降低38.73%、47.62%、47.65%。展开更多
文摘为了有效缓解空中航路网络中大规模航空器集群排放引发的环境问题,研究提出一种基于聚合网络交通流的空中交通绿色优化方法。以航空器集群聚合形成的网络交通流为研究对象,构建空中航路网络交通流动力学模型,用以描述管制干预下网络交通流的动态演化行为。在此基础上,以最小化航空排放所致的全球绝对温变潜力(Absolute Global Temperature Potential, AGTP)为目标,构建空中航路网络交通流绿色优化模型。该模型的维度与大规模航空器集群数量无关,而取决于有限的空域单元数量,显著降低了建模维度。此外,为了进一步削减计算复杂度,通过引入辅助变量约束的方法,将原本的非线性规划问题转化为混合整数线性规划(Mixed-Integer Linear Programming, MILP)问题,并借助Cplex进行求解。最后,以华东区域5个高空管制扇区构成的航路网络为实例,对所提方法开展验证。实例分析结果显示:网络交通流动力学模型能够较好地描述空中交通的动态演化行为,平均推演误差为4.55%;网络交通流绿色管控模型可有效降低航空排放的环境影响,在25 a、50 a、100 a的时间影响尺度下,AGTP分别降低38.73%、47.62%、47.65%。
