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

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1、基于遺傳算法組合預(yù)測(cè)模型空域流量預(yù)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)建　　摘要：航班總量的持續(xù)增長(zhǎng)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(guó)際機(jī)場(chǎng)，航班動(dòng)態(tài)信息的準(zhǔn)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(zhǔn)確預(yù)測(cè)特定區(qū)域中某個(gè)航路點(diǎn)在某一時(shí)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(fèi)，為各級(jí)決策部門(mén)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(cè)模型，通過(guò)遺傳算法對(duì)組合模型的權(quán)重值進(jìn)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(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)架。關(guān)鍵詞：空

2、中交通；航班動(dòng)態(tài)；流量預(yù)測(cè)；組合預(yù)測(cè)；遺傳算法中圖分類(lèi)號(hào)：TP302.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1006-8228（2014）03-27-030引言13基于遺傳算法組合預(yù)測(cè)模型空域流量預(yù)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)建　　摘要：航班總量的持續(xù)增長(zhǎng)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(guó)際機(jī)場(chǎng)，航班動(dòng)態(tài)信息的準(zhǔn)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(zhǔn)確預(yù)測(cè)特定區(qū)域中某個(gè)航路點(diǎn)在某一時(shí)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(fèi)，為各級(jí)決策部門(mén)制定發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃提供重

3、要依據(jù)。基于不同航班流量信息源建立組合預(yù)測(cè)模型，通過(guò)遺傳算法對(duì)組合模型的權(quán)重值進(jìn)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(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)架。關(guān)鍵詞：空中交通；航班動(dòng)態(tài)；流量預(yù)測(cè)；組合預(yù)測(cè)；遺傳算法中圖分類(lèi)號(hào)：TP302.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1006-8228（2014）03-27-030引言13隨著改革開(kāi)放和國(guó)家經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，中國(guó)民航迎來(lái)了空前的發(fā)展機(jī)遇[1]。根據(jù)民航總局2003年至2012年民航機(jī)場(chǎng)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)公報(bào)顯示，我國(guó)民航發(fā)生了翻天覆地的變化。2003年，民航國(guó)內(nèi)通航機(jī)場(chǎng)126個(gè)（不含香港和澳門(mén)），定期航班通航城市1

4、25個(gè)；2012年，我國(guó)境內(nèi)民用航空機(jī)場(chǎng)共有183個(gè)，定期航班通航城市178個(gè)[2]。在民航業(yè)整體運(yùn)營(yíng)中起到關(guān)鍵作用的空管部門(mén)所掌握的數(shù)據(jù)、信息是否準(zhǔn)確十分重要?？沼蛄髁款A(yù)測(cè)系統(tǒng)是一套能夠適應(yīng)當(dāng)前和今后空管自動(dòng)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(cè)系統(tǒng)在西安管制區(qū)域內(nèi)的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)如何準(zhǔn)確預(yù)測(cè)特定區(qū)域中某個(gè)航路點(diǎn)在某一時(shí)間段的航班流量進(jìn)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(fèi)，以及為各級(jí)決策部門(mén)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(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、應(yīng)用的必要性13空中交通管理是民用航空運(yùn)

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(lái)，國(guó)家對(duì)西部經(jīng)濟(jì)的有力扶持促進(jìn)了西安區(qū)域經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，西安咸陽(yáng)國(guó)際機(jī)場(chǎng)作為全國(guó)第八大國(guó)際機(jī)場(chǎng)，其航班年增長(zhǎng)量排到了全國(guó)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(huì)出現(xiàn)在某一時(shí)間段內(nèi)或空域內(nèi)的航班過(guò)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(dá)覆蓋及通訊設(shè)備使用效果欠佳，西安咸陽(yáng)國(guó)際機(jī)場(chǎng)停機(jī)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(wèn)題。這不僅增加了空管的工作負(fù)荷，給航空公司帶來(lái)了不必要的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也引起了旅客滿(mǎn)意度下降等多種負(fù)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(shí)行空中交通流量的監(jiān)控和管理是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。預(yù)測(cè)學(xué)運(yùn)用觀察、歸納、演繹、推理等分析方法，運(yùn)用數(shù)學(xué)模型和試驗(yàn)方法，根據(jù)客觀的歷史資料、實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，研究客觀事物的發(fā)展趨勢(shì)和規(guī)律，從而在技術(shù)上保證預(yù)測(cè)結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。需求預(yù)測(cè)是預(yù)計(jì)未來(lái)在運(yùn)輸系統(tǒng)內(nèi)或?qū)嵤┲锌赡軙?huì)有多少交通量或客（貨）運(yùn)輸量。預(yù)測(cè)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(duì)事物的未來(lái)發(fā)展有一個(gè)估計(jì)和推斷[3]。要合理安排空域需要預(yù)測(cè)流量、制作預(yù)案?，F(xiàn)行的航班統(tǒng)計(jì)與流量預(yù)測(cè)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(jì)時(shí)效性、流量預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性等方面均有所欠缺?？沼蛄髁款A(yù)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，可使流量預(yù)測(cè)更準(zhǔn)確地幫助空中交通管制員獲得未來(lái)時(shí)段內(nèi)的飛行流量變化、預(yù)先做好計(jì)劃和預(yù)案、降低盲目飛行流量管理對(duì)航班正常率的影響、有準(zhǔn)備地應(yīng)對(duì)重大和突發(fā)事件，為管理部門(mén)制定更有效、合理的飛行計(jì)劃提供參考數(shù)據(jù)，從而實(shí)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(yùn)行能力的目的。2基于遺傳算法的流量組合預(yù)測(cè)模型研究

8、13組合預(yù)測(cè)方法是基于一個(gè)基本假設(shè)，即只用一種方法不能夠精確地描述出預(yù)測(cè)過(guò)程和預(yù)測(cè)結(jié)果，多個(gè)方法的組合可以彼此彌補(bǔ)各自模型存在的不足，可以說(shuō)，組合預(yù)測(cè)法同時(shí)聚集了多種單個(gè)預(yù)測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)，其預(yù)測(cè)效果明顯地優(yōu)于單個(gè)預(yù)測(cè)方法。在利用組合模型