基于遺傳算法組合預(yù)測模型空域流量預(yù)測系統(tǒng)構(gòu)建

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1、基于遺傳算法組合預(yù)測模型空域流量預(yù)測系統(tǒng)構(gòu)建　　摘要：航班總量的持續(xù)增長使得航班安全保障的壓力不斷加大。在空域資源有限、航空管制工作繁重的大型國際機場，航班動態(tài)信息的準確、可靠性將為制定有效地管制調(diào)配措施提供有力的依據(jù)。為了準確預(yù)測特定區(qū)域中某個航路點在某一時間段的航班流量，給管制人員提供參考，便于提前靈活、合理地制定管制策略，避免空域資源浪費，為各級決策部門制定發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃提供重要依據(jù)。基于不同航班流量信息源建立組合預(yù)測模型，通過遺傳算法對組合模型的權(quán)重值進行優(yōu)化，并根據(jù)西安管制區(qū)域構(gòu)建出了空域流量預(yù)測系統(tǒng)的設(shè)計構(gòu)架。關(guān)鍵詞：空

2、中交通；航班動態(tài)；流量預(yù)測；組合預(yù)測；遺傳算法中圖分類號：TP302.1文獻標志碼：A文章編號：1006-8228（2014）03-27-030引言13基于遺傳算法組合預(yù)測模型空域流量預(yù)測系統(tǒng)構(gòu)建　　摘要：航班總量的持續(xù)增長使得航班安全保障的壓力不斷加大。在空域資源有限、航空管制工作繁重的大型國際機場，航班動態(tài)信息的準確、可靠性將為制定有效地管制調(diào)配措施提供有力的依據(jù)。為了準確預(yù)測特定區(qū)域中某個航路點在某一時間段的航班流量，給管制人員提供參考，便于提前靈活、合理地制定管制策略，避免空域資源浪費，為各級決策部門制定發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃提供重

3、要依據(jù)?；诓煌桨嗔髁啃畔⒃唇⒔M合預(yù)測模型，通過遺傳算法對組合模型的權(quán)重值進行優(yōu)化，并根據(jù)西安管制區(qū)域構(gòu)建出了空域流量預(yù)測系統(tǒng)的設(shè)計構(gòu)架。關(guān)鍵詞：空中交通；航班動態(tài)；流量預(yù)測；組合預(yù)測；遺傳算法中圖分類號：TP302.1文獻標志碼：A文章編號：1006-8228（2014）03-27-030引言13隨著改革開放和國家經(jīng)濟的高速發(fā)展，中國民航迎來了空前的發(fā)展機遇[1]。根據(jù)民航總局2003年至2012年民航機場生產(chǎn)統(tǒng)計公報顯示，我國民航發(fā)生了翻天覆地的變化。2003年，民航國內(nèi)通航機場126個（不含香港和澳門），定期航班通航城市1

4、25個；2012年，我國境內(nèi)民用航空機場共有183個，定期航班通航城市178個[2]。在民航業(yè)整體運營中起到關(guān)鍵作用的空管部門所掌握的數(shù)據(jù)、信息是否準確十分重要。空域流量預(yù)測系統(tǒng)是一套能夠適應(yīng)當前和今后空管自動化體系發(fā)展要求的信息處理系統(tǒng)。本文結(jié)合空域流量預(yù)測系統(tǒng)在西安管制區(qū)域內(nèi)的實際應(yīng)用，對如何準確預(yù)測特定區(qū)域中某個航路點在某一時間段的航班流量進行分析、探討，為空管人員提前、靈活、合理地制定管制策略，避免空域資源浪費，以及為各級決策部門制定發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃提供重要依據(jù)。1空域流量預(yù)測系統(tǒng)開發(fā)、應(yīng)用的必要性13空中交通管理是民用航空運

5、輸業(yè)安全的核心。高度的信息化管理為航空器安全起飛和著陸，使航空器之間保持安全的飛行間隔起到了不可忽視的保障作用。近年來，國家對西部經(jīng)濟的有力扶持促進了西安區(qū)域經(jīng)濟的快速發(fā)展，西安咸陽國際機場作為全國第八大國際機場，其航班年增長量排到了全國第四位。目前，西安管制區(qū)域受到了一些因素的限制，經(jīng)常會出現(xiàn)在某一時間段內(nèi)或空域內(nèi)的航班過于集中和擁堵的現(xiàn)象。這些因素包括：周邊管制區(qū)域限制，終端的排序要求，管制區(qū)內(nèi)雷達覆蓋及通訊設(shè)備使用效果欠佳，西安咸陽國際機場停機位數(shù)量、地面保障能力有限，以及區(qū)域內(nèi)復(fù)雜天氣的影響等，這些不利因素導(dǎo)致了飛行沖突頻繁

6、、管制調(diào)配難度增大、航班延誤等問題。這不僅增加了空管的工作負荷，給航空公司帶來了不必要的經(jīng)濟損失，同時也引起了旅客滿意度下降等多種負面影響。因此，提高區(qū)域內(nèi)空中交通管制工作容量和質(zhì)量成為難題，科學(xué)地實行空中交通流量的監(jiān)控和管理是解決問題的關(guān)鍵。預(yù)測學(xué)運用觀察、歸納、演繹、推理等分析方法，運用數(shù)學(xué)模型和試驗方法，根據(jù)客觀的歷史資料、實際經(jīng)驗和教訓(xùn)，研究客觀事物的發(fā)展趨勢和規(guī)律，從而在技術(shù)上保證預(yù)測結(jié)果的可靠性和準確性。需求預(yù)測是預(yù)計未來在運輸系統(tǒng)內(nèi)或?qū)嵤┲锌赡軙卸嗌俳煌炕蚩停ㄘ洠┻\輸量。預(yù)測的目的在于研究和掌握事物的發(fā)展規(guī)律，最終

7、使人們對事物的未來發(fā)展有一個估計和推斷[3]。要合理安排空域需要預(yù)測流量、制作預(yù)案?，F(xiàn)行的航班統(tǒng)計與流量預(yù)測數(shù)據(jù)的生成采用人工手段、在數(shù)據(jù)處理能力、數(shù)據(jù)統(tǒng)計時效性、流量預(yù)測準確性等方面均有所欠缺?？沼蛄髁款A(yù)測系統(tǒng)的開發(fā)，可使流量預(yù)測更準確地幫助空中交通管制員獲得未來時段內(nèi)的飛行流量變化、預(yù)先做好計劃和預(yù)案、降低盲目飛行流量管理對航班正常率的影響、有準備地應(yīng)對重大和突發(fā)事件，為管理部門制定更有效、合理的飛行計劃提供參考數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)緩解空域流量擁堵、完善流量控制預(yù)案、提高管制工作安全運行能力的目的。2基于遺傳算法的流量組合預(yù)測模型研究

8、13組合預(yù)測方法是基于一個基本假設(shè)，即只用一種方法不能夠精確地描述出預(yù)測過程和預(yù)測結(jié)果，多個方法的組合可以彼此彌補各自模型存在的不足，可以說，組合預(yù)測法同時聚集了多種單個預(yù)測方法的優(yōu)點，其預(yù)測效果明顯地優(yōu)于單個預(yù)測方法。在利用組合模型