一个飞行管理问题
数学建模飞行管理问题
数学建模飞行管理问题引言在现代航空领域,航班的飞行管理是一个极其重要的问题。
飞行管理的目标是确保航班的安全、高效和准时到达目的地。
为了实现这一目标,数学建模在航班飞行管理中发挥着关键作用。
本文将探讨数学建模在飞行管理问题中的应用,并给出相应的示例和解决方案。
数学建模在飞行管理中的应用航班路径规划在飞行管理中,航班路径规划是一个重要的环节。
通过数学建模,我们可以确定最佳的航班路径,以确保航班的安全和高效。
航班路径规划的主要目标是最小化飞行时间、燃料消耗以及减少碳排放量。
数学建模中,我们可以考虑以下因素来确定最佳航班路径:•风速和风向:考虑风速和风向对飞行速度的影响,选择最佳的飞行高度和航线。
•气温和气压:考虑气温和气压对飞行性能的影响,选择最佳的飞行高度和速度。
•气象条件:考虑降雨、雷雨和大风等天气情况对航班安全的影响,调整航班路径避开恶劣天气区域。
•空中交通管制:考虑航空交通管制对航班路径的限制,避免空中拥堵。
航班调度与资源分配航班调度和资源分配是飞行管理中另一个重要的问题。
通过数学建模,我们可以优化航班的调度和资源的分配,以确保航班的准时到达和高效运作。
航班调度和资源分配的主要目标是最大化机场和航空公司的资源利用率。
在数学建模中,我们可以考虑以下因素来优化航班调度和资源分配:•航班数量和航班时刻表:根据乘客需求和机场容量,确定最佳的航班数量和时刻表。
•登机口和登机桥分配:根据航班的到达时间和登机口的可用性,分配最佳的登机口和登机桥,以减少登机和下机的时间。
•地面设备和人员分配:根据航班的需要,合理分配地面设备和人员,以确保航班的准时运作。
示例和解决方案为了更好地理解数学建模在飞行管理中的应用,我们将给出一个具体的示例和相应的解决方案。
航班路径规划示例假设有一架航班从A城市飞往B城市,我们需要确定最佳的航班路径以最小化飞行时间和燃料消耗。
根据数学建模,我们可以考虑以下因素来确定最佳航班路径:•风速和风向:通过获取实时的风速和风向数据,我们可以计算出不同高度上的风向风速情况,并选择最佳的飞行高度和航线。
飞行区安全运行管理存在的问题及对策
飞行区安全运行管理存在的问题及对策摘要::一、引言二、飞行区安全运行管理存在的问题1.安全理念不够先进2.管理体制不健全3.人员素质不高4.设备设施不完善三、飞行区安全运行管理的对策1.加强安全管理理念的宣传教育2.完善管理体制,明确职责分工3.提高人员素质,加强培训4.完善设备设施,提高设备完好率四、总结第二步,按照,详细具体地写一篇文章。
正文:飞行区安全运行管理是机场运行管理的重要组成部分,涉及到机场的安全、效率和正常性。
然而,当前我国飞行区安全运行管理存在一些问题,需要采取有效措施加以解决。
首先,安全理念不够先进。
在飞行区安全运行管理中,一些管理人员和工作人员的安全理念还停留在传统的阶段,没有及时更新。
这导致了对新情况、新问题的应对能力不足,难以有效预防事故的发生。
其次,管理体制不健全。
在飞行区安全运行管理中,一些机场的管理体制还不够完善,职责分工不明确,导致工作效果不佳。
例如,在航班运行过程中,航班调度员、机务维修人员、安检人员等职责分工不清晰,容易出现漏洞和问题。
第三,人员素质不高。
飞行区安全运行管理需要专业人才,但是目前一些机场的工作人员素质不高,缺乏专业知识和技能。
这导致了对设备设施的使用不当,影响了飞行区的安全运行。
最后,设备设施不完善。
一些机场的设备设施还不够完善,难以满足安全运行的需求。
例如,一些机场的跑道灯光、导航设备等设施老化,影响了航班的正常起降。
针对以上问题,我们需要采取有效措施加以解决。
首先,要加强安全管理理念的宣传教育,使管理人员和工作人员树立先进的安全理念。
其次,要完善管理体制,明确职责分工,提高工作效果。
第三,要提高人员素质,加强培训,使工作人员具备专业知识和技能。
最后,要完善设备设施,提高设备完好率,确保飞行区的安全运行。
总结起来,飞行区安全运行管理是我国机场运行管理的重要组成部分,当前存在一些问题,需要采取有效措施加以解决。
飞行区安全运行管理存在的问题及对策
飞行区安全运行管理存在的问题及对策摘要:一、引言二、飞行区安全运行管理存在的问题1.飞行区安全意识不足2.安全管理制度不健全3.安全监管不到位4.应急处理能力不足三、对策与建议1.加强飞行区安全意识培训2.完善安全管理制度3.加强安全监管力度4.提高应急处理能力四、结论正文:一、引言飞行区安全运行管理是机场安全保障的重要组成部分,对于维护机场运行安全、保障航班正常起降具有重要意义。
然而,在实际运行过程中,飞行区安全运行管理仍存在一些问题,需采取有效对策加以解决。
二、飞行区安全运行管理存在的问题1.飞行区安全意识不足:部分机场管理人员及一线工作人员对飞行区安全运行管理的重要性认识不足,缺乏足够的安全意识,存在侥幸心理。
2.安全管理制度不健全:一些机场在飞行区安全管理制度建设方面存在不足,制度不完善,无法为实际工作提供有效的指导。
3.安全监管不到位:在飞行区安全运行管理过程中,监管力度不够,导致安全隐患不能及时发现和排除。
4.应急处理能力不足:在发生突发事件时,部分机场的应急处理能力不足,无法迅速、有效地应对。
三、对策与建议1.加强飞行区安全意识培训:机场管理部门应加强对全体工作人员的安全意识培训,提高其对飞行区安全运行管理的重视程度,确保每个工作人员都具备较强的安全意识。
2.完善安全管理制度:机场管理部门应不断完善飞行区安全管理制度,确保制度健全、有效,为飞行区安全运行管理提供有力的制度保障。
3.加强安全监管力度:机场管理部门应加大安全监管力度,定期开展安全检查,确保飞行区安全运行管理各项制度和措施得到有效落实。
4.提高应急处理能力:机场管理部门应加强应急预案的制定和演练,提高应对突发事件的能力,确保在发生突发情况时能够迅速、有效地进行处置。
四、结论飞行区安全运行管理是机场安全保障工作的重中之重,必须引起各方的高度重视。
空中飞行管理方案
空中飞行管理方案一、概述随着民航业的不断发展和进步,空中飞行管理成为了航空领域中不可或缺的一环。
空中飞行管理主要负责对航空器在空中的飞行轨迹、高度、速度等进行有效的管理和监控,旨在确保飞行安全和空中交通的有序性。
本文将从空中飞行管理的定义、目标、组成部分、工作流程等方面进行详细的介绍,希望能为读者提供一个全面了解空中飞行管理的概念和实践的基础。
二、空中飞行管理的定义和目标空中飞行管理是指对飞行活动进行计划、组织、指挥和控制的过程,通过有效的管理和监控手段,保障航空器在空中的安全飞行、有序运行、及时救援和准确导航。
其主要目标包括:1. 保障飞行安全。
必须确保航空器在空中的飞行活动不会出现碰撞、冲突、失控等情况,最大限度地保障飞行人员的生命安全和机上乘客的人身财产安全。
2. 保障空中交通的有序性。
通过有效的空中交通管制手段,合理规划和组织空中交通流,防止因空中交通拥堵而导致的航班延误和航空器碰撞等问题。
3. 提高空中飞行效率。
通过科学的航线规划和空中交通分配,提高航空器的飞行效率,减少飞行时间和燃料消耗,降低航空运输成本。
4. 保障航空器在恶劣气象条件下的安全运行。
对恶劣天气条件下的飞行活动进行有效监控和控制,确保航空器在恶劣气象下能够安全飞行和着陆。
5. 提供协助救援和导航服务。
在紧急情况下,通过空中交通管制系统,对处于危险状况的航空器提供及时的救援和指导。
综上所述,空中飞行管理的核心是保障飞行安全、保障空中交通的有序性、提高空中飞行效率、保障航空器在恶劣气象条件下的安全运行以及提供协助救援和导航服务。
三、空中飞行管理的组成部分空中飞行管理主要由以下几个部分组成:1. 空中交通管制系统。
它是空中飞行管理的核心部分,负责对空中飞行活动进行有效的监控、指挥和协调。
通过航空雷达、通信系统、空中交通控制中心等设施,实时监控空中飞行活动,对飞行器的飞行轨迹、高度、速度等进行控制和指挥,协调空中交通流,确保空中交通的有序性和安全性。
建模案例飞行管理问题
立即 判断
实时
实时 调 整
幅度尽量小 方 向 角
相对
距离
条件
算法 优化问题
优
化
优
调
化
整
算
方
法
案
问题的初步理解和想法
飞行管理问题是优化问题,在调整方向角的幅度尽量小的同时,还必须注意调 整方案及算法的实时性.
2. 问题探究
(1)优化问题的目标函数为何?
方向角调整的尽量小 方向角如何表示
方向角的概念是什么
的
幅度
尽ii量0 小i0
,题目中就是要求 , 因i (此i 有1, 化2, 的,目6) 的
(1)
6
| i |2.
i 1
为了建立这个问题的优化模型,只需要明确约束条件 就可以了。一个简单的约束是飞机飞行方向角调整的 幅度不应超过30°,即
(2)
| | 30.
题目中要求进入该区域的飞机在到达该区域边缘 时,与区域内的飞机的距离应在60km以上。这个 条件是个初始条件,很容易验证目前所给的数据 是满足的,因此本模型中可以不予考虑。剩下的 关键是 要满足题目中描述的任意两架位于该区域 内的飞机的距离应该大于8km。但这个问题的难点 在于飞机是动态的,这个约束不好直接描述,为 此我们首先需要描述每架飞机的飞行轨迹。
1. 问题的前期分析 * 对问题仔细阅读, 首先抓住题目中的关键词“管理”进行联想.
• 抓住诸如“碰撞”、“调整”、“避免碰撞”、“立即”、“判断”等等词语. * 联系解决问题的方案,不加约束继续联想,再将关键词搭配起来.
飞行位置示意图
160km
V
III
I
II IV
VI
飞行管理控制练习题
1.三种飞机运动参数各自描述的是哪两个坐标系之间的关系?8个运动三叔的准确定义和正负规定?答:(1)姿态角(机体轴系与地轴系的关系)俯仰角q:机体纵轴与其在地平面投影线之间的夹角。
以抬头为正;偏航角y:机体纵轴在地平面上的投影与地面坐标系OX轴之间的夹角。
以机头右偏航为正(机头方向偏在预选航向的右边,即飞机航向小于预选航向)。
滚转角f:又称倾斜角,指机体竖轴(飞机对称面)与通过机体轴的铅垂面间的夹角。
飞机右倾斜时为正。
(2)飞机的轨迹角(速度坐标系与地理坐标系之间的关系)航迹倾斜角m:飞行地速矢量与地平面间的夹角,以飞机向上飞时为正;航迹偏转(方位)角j:飞行地速矢量在地平面上的投影与地理坐标系OX轴之间的夹角,以速度在地面上投影在地轴之右时为正;航迹滚转角g:飞行地速矢量的垂直分量与飞行地速矢量及其在水平面上的投影组成的平面之间的夹角,以垂直分量在平面之右为正。
(3)气流角(空速向量与机体轴系的关系)迎角a:空速向量在飞机对称面上的投影与机体轴的夹角,以速度向量的投影在机体轴之下为正(飞机的上仰角大于轨迹角为正);侧滑角b :速度向量与飞机对称面的夹角。
以速度向量处于飞机对称面右边时为正。
2:飞机升力的定义,方向的规定,升力的产生,升力组成部分,与空速的关系,机翼升力产生原理答:(1)升力L:飞机总的空气动力RS沿气流坐标系Za轴的分量向上为正.(2)产生升力的主要部件是飞机的机翼.(3)机翼的升力,机身的升力(只有大迎角时才有升力产生),尾的升力(4)整个飞机的升力根据超声速飞机的CLa随Ma变化的典型曲线可以看出低速时(Ma< 0.5) CLa基本不变;当0.5<Ma< Macr时, CLa略有升高;当Ma> Macr时, CLa明显增大;当Ma>1.5时, CLa逐渐减小(5)升力的形成是由上下翼面的压力差产生.高速前进时,上翼面相当于膨胀流动,流速增大,压力减小; 下翼面相当于压缩流动,流速减小,压力增大;形成压力差,产生升力。
无人机飞行管理管系统故障案例
无人机飞行管理管系统故障案例故障案例:UTM系统失灵导致无人机失控2024年的一些晴朗的早晨,一架装载着高科技设备的无人机准备起飞,执行一项监测任务以辅助环境保护工作。
无人机的飞行计划已经被输入到UTM系统中,包括预定的起飞时间、路径和任务细节。
然而,就在无人机起飞前的几分钟里,UTM系统突然发生意外的故障。
无人机的操作员注意到屏幕上的警报,并尝试重新启动系统,但是一切都没有改变。
很快无人机失去了与UTM系统的连接,无法通过UTM系统进行控制。
失去UTM系统的支持后,无人机进入了一种无人控制的状态。
尽管无人机上搭载了自主导航系统,但该系统仅能提供基本的导航功能,没有应对突发情况的能力。
由于无人机之前的任务计划还在执行中,它沿预定路径继续飞行,但途中遇到了其他无人机和有人飞机。
由于失去了UTM系统的交通管理功能,无人机与其他飞行器之间的冲突无法被及时解决。
虽然对其他飞行器的自动避障系统能够识别到潜在的冲突,并采取一些基本的避障动作,但缺乏UTM系统的支持很难做出更高级的决策。
在一段时间后,一架有人飞机的飞行员发出紧急呼叫,称其与一架失去控制的无人机即将发生碰撞。
尽管有人飞机试图躲避无人机,但由于时间紧迫无人机的避障动作失败,导致两架飞机在空中发生了碰撞事故。
这次事故事后,相关部门对UTM系统的故障进行了调查。
调查结果显示,无人机飞行计划的输入发生了其中一种错误,导致UTM系统在无人机起飞之前就出现了故障。
虽然有备用系统可用,但由于操作员没有意识到主系统的故障,因此没有实施切换至备用系统。
这个故障事件暴露了人为错误和系统设计的不完善问题,同时也提醒了相关部门和企业对UTM系统和无人机操作的合理管理和培训的重要性。
教训与改进:1.人为操作错误的减少:通过加强对UTM系统的操作员培训和规范化的操作流程,可以减少人为操作错误的发生。
2.故障检测和切换机制的改进:应增加系统的故障检测和切换机制,使得当主系统故障时能够及时切换到备用系统,从而最大限度地减少对飞行安全的影响。
飞行管理问题(建模与求解)
飞行管理问题摘要建立了一个非线性规划模型,但由于模型求解过于复杂,设计了一个算法,利用计算机求解,用模拟的方法建立了新的模型,并用它对给定的数据进行计算,得出了合理的结果。
关键词飞行管理;防撞;数学模型; 非线性规划一、问题的提出在约10,000米高空的某边长160公里的正方形区域内, 经常有若干架飞机作水平飞行。
区域内每架飞机的位置和速度均由计算机记录其数据,以便进行飞行管理。
当一架欲进入该区域的飞机到达区域边缘, 记录其数据后,要立即计算并判断是否会与区域内的飞机发生碰撞。
如果会碰撞,则应计算如何调整各架(包括新进入的)飞机飞行方向角,以避免碰撞。
现假定条件如下:1) 不碰撞的标准为任意两架飞机的距离大于8公里;2) 飞机飞行方向角调整的幅度不应超过30度;3) 所有飞机飞行速度均为每小时800公里;4) 进入该区域的飞机在到达区域边缘时, 与区域内飞机的距离应在60公里以上;5) 最多需考虑6架飞机;6) 不必考虑飞机离开此区域后的状况。
请你对这个避免碰撞的飞行管理问题建立数学模型,列出计算步骤,对以下数据进行计算(方向角误差不超过0.01度),要求飞机飞行方向角调整的幅度尽量小。
设该区域4个顶点的座标为(0,0),(160,0),(160,160),(0,160)。
记录数据为: 飞机编号横座标x 纵座标y 方向角(度)1 150 140 2432 85 85 2363 150 155 220.54 145 50 1595 130 150 230新进入 0 0 52注: 方向角指飞行方向与x 轴正向的夹角。
试根据实际应用背景对你的模型进行评价与推广 二、问题的分析这是一个飞行管理问题。
需要我们就整个过程按要求进行管理,使飞机能全部安全地飞出区域。
经过对新进入飞机的飞行情况的判断,若有飞机不能安全飞出此区域,则应调整各飞机的方向角,使它们不相互发生碰撞。
当然可能一架飞机方向角的改变会引起其它飞机方向角的改变。
飞行管理问题-数学建模
关键量
建模
(
xi
(t
),
y i
(t
))
-----------------------时刻t第i架飞机的坐标
0 i
-----------------------第i架飞机的方向角
i
------------------------第i架飞机的方向角的调整
r (t) ij
------------时刻t第i架飞机与第j架飞机的距离
•飞机位置、飞机方向记录数据:
飞机编号 1 2 3 4 5
新进入
横坐标X 150 85 150 145 130 0
纵坐标Y 140 85 155 50 150 0
方向角(度) 243 236 220.5 159 230 52
摘要
从形式上看,该问题属于最优控制问题,若考虑6架飞 机,该问题便有六个可控制对象,相当复杂。基于此, 首先对问题进行一些必要的简化,然后从不同的侧重 角度,讨论并确定了目标函数和约束条件,建立了非 线性模型;在具体计算中,根据计算的需要,将非线 性模型化为了线性模型,再选用合适的初始解,利用 分枝定界法的思想最终得到解。在问题的最后,还考 虑了利用逐步逼近搜索方法、能量梯度求解法及球状 模型求解法等其它方法对该问题的解决进行了讨论。
hi (X) (Ci,i0 c osi0 )2 (Si,i0 sin i0 )2 1
第一种解法的补充:
1995年全国大学生数学建 模竞赛A题
飞行管理问题
一个飞行管理问题
在约10000m高空的某边长160km的正方形区域内,经常有若干架飞机作水平 飞行,区域内每架飞机的位置和速度向量均由计算机记录其数据,以便进行飞 行管理.当一架欲进入该区域的飞机到达边界区域边缘时, 记录其数据后,要立 即 计算并判断是否会与其区域内的飞机发生碰撞.如果会碰撞 ,则应计算如何 调整各架(包括新进入的)飞机飞行的方向角,以避免碰撞.现假设条件如下:
飞行区安全运行管理存在的问题及对策
飞行区安全运行管理存在的问题及对策一、引言飞行区安全运行管理是保障民航飞行安全的重要环节。
近年来,我国民航业取得了显著的发展成果,但与此同时,飞行区安全运行管理中存在的问题也日益凸显。
为了确保民航飞行安全,有必要对存在的问题进行深入剖析,并提出相应的对策。
二、飞行区安全运行管理存在的问题1.安全管理体系不完善目前,部分机场的管理体系尚未完全建立,导致安全管理存在漏洞。
例如,部分机场在航班运行、航空器维修、货物运输等方面缺乏严密的管理制度,容易引发安全事故。
2.安全规章制度不健全在一些飞行区,安全规章制度不健全,使得工作人员在操作过程中无法严格按照规定执行。
如在航班起降、航空器加油等环节,缺乏详细的安全操作规程,容易导致意外事故。
3.人员素质不高飞行区安全运行管理需要一支高素质的专业队伍。
然而,目前部分机场的工作人员素质不高,对安全管理制度和操作规程掌握不足,难以胜任相关工作。
4.设施设备老化随着飞行区运行时间的推移,部分设施设备出现老化现象,如跑道、滑行道、导航设备等。
这些老化设备存在安全隐患,可能导致飞行事故。
5.应急救援能力不足在一些飞行区,应急救援能力不足,无法在突发事件发生时迅速采取有效措施。
如应急预案不完善、救援设备不足、救援人员培训不到位等。
三、飞行区安全运行管理对策1.完善安全管理体系机场管理部门应建立完善的飞行区安全管理体系,确保各个环节严格遵循安全规定。
从航班运行、航空器维修、货物运输等方面入手,制定详细的安全管理制度和操作规程。
2.建立健全安全规章制度加强安全规章制度建设,确保工作人员在操作过程中有章可循。
同时,加大违规行为的查处力度,提高安全管理效果。
3.提高人员素质加强工作人员培训,提高其业务水平和安全意识。
对关键岗位的人员进行严格选拔,确保具备高素质的专业队伍。
4.更新设施设备加大设施设备更新力度,对老化设备及时进行维修或更换。
提高飞行区设备的现代化水平,确保飞行安全。
飞行管理问题
建模案例:飞行管理问题1.问题的提出在约10 000m 高空的某边长160km 的正方形区域内,经常有若干架飞机作水平飞行,区域内每架飞机的位置和速度向量均由计算机记录其数据,以便进行飞行管理.当一架欲进入该区域的飞机到达区域边缘时,记录其数据后,要立即计算并判断是否会与区域内的飞机发生碰撞.如果会碰撞,则应计算如何调整各架(包括新进入的)飞机飞行的方向角,以避免碰撞.现假设条件如下:1) 不碰撞的标准为任意两架飞机的距离大于8km;2) 飞机飞行方向角的调整幅度不应超过30;3) 进入该区域的飞机在到达区域边缘时,与区域内飞机的距离应在60km 以上; 4) 最多需考虑6架飞机;5) 不必考虑飞机离开此区域后的状况; 6) 所有飞机飞行速度均为800km/h.请你对这个避免碰撞的飞行管理问题建立数学模型,列出计算步骤,对以下数据进行计算(方向角误差不超过0.01度),要求飞机飞行方向角调整的幅度尽量小.设该区域4个顶点的坐标为(0,0)、(160,0)、(160,160)、(0,160)。
注: 试根据实际应用背景对你的模型进行评价与推广。
2.模型假设(1)新飞机进入区域边缘时,立即计算,每架飞机按计算后的指示方向至多改变一次方向.(2)忽略转弯半径、转弯时间的影响.(3)对每架飞机方向角的相同调整量的满意程度一样. (4)要求永远不相撞.3.问题分析设共n 架飞机(包括新进入的),第j 架飞机的方向角为j θ.要求飞行方向角调整的幅度尽量小既可理解为)max min(1j nj θ∆≤≤,也可理解为∑=∆n j j 1minθ,甚至理解为()∑=∆nj j 12min θ.4.模型1取第1种理解. 将飞机视为以其坐标点为圆心,以4km 为半径的圆盘(状态由圆心向量、飞行速度向量决定).据条件1),两机是否相撞就化为在运行过程中是否相交的问题,只需讨论两者的相对运动.令j P :第j 架飞机的初始位置向量 j v :第j 架飞机调整前的飞行速度向量:k j jk v v v -=第j 架飞机相对于第k 架飞机的速度向量jk jk P P -=8arcsinα:第j 架飞机与第k 架飞机调整前的碰撞角jk j k k j jk v P P v v :)arg()arg(---=β与飞机j,k 圆心连线的交角,规定j 为顶点,k j →为正向,逆(顺)时针旋转为正(负)角复习:1.2cos2sin2sin sin ,2sin2sin2cos cos βαβαβαβαβαβα+-=-+--=-;2.111θi e r z =(其中1-=i ),222θi e r z =时,)(212121θθ-=i er r z z , 故21,z z 幅角之差=21/z z 的幅角.计A = 800(km ),则),...,1(n j Ae v j i j ==θ.设飞机j,k 调整前后的相对速度各为21,jk jk v v ,则kjk k j j i i i jkjk v v θθθθθ=∆+∆+)()(12kk j j i i i i θθθθθθθθθθθθsin cos sin cos )sin()cos()sin()cos(--+∆+-∆+-∆++∆+=k j k jk j k k j j k k j j k k j j ⋅⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-+--⋅⎪⎪⎭⎫⎝⎛∆++∆+-∆++∆+∆--∆+-=2cos2sin 2sin 22cos2sin 2sin 2θθθθθθθθθθθθθθθθθθ2sin 2sin kj kk j j θθθθθθ-∆--∆+=22kj kk j j iieeθθθθθθ+∆++∆+2sin 2sinkj kk j j θθθθθθ-∆--∆+=2kj i eθθ∆+∆命题 对第j, k 架飞机,2kj jk θθβ∆+∆=∆.注意到)max min(1j n j θ∆≤≤⎪⎩⎪⎨⎧=≤∆⇔n j j,...,1,min θθθ,得非线性规划模型:⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧≤≤=≤∆≤≠≤≥∆+∆+=≤∆300,...,1,301,2,...,1,min θθαθθβθθθn j n k j n j j jk k j jkj (1)其中n j j ,..,1,,=∆θθ是变量.下面进一步假设),...,1,(0n k j jk =∀≠β(即没有两架飞机迎面飞行).经分析方向角调整量不会太大,故jk jk ββ∆+与jk β不会反号;再令)0,(2121≥∆∆∆-∆=∆j j j j j θθθθθ,(1)可化简为线性规划模型:⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧≠=≥∆∆≤-≥∆-∆≤∆-∆≥+∆-∆≤-∆-∆⎪⎩⎪⎨⎧<--≤>-≥∆-∆+∆-∆);,..,1,(0,,30,30,300,00,220,22min 21212121212121k j n k j j j j j j j j j j j jk jk jk jk jk jk k k j j θθθθθθθθθθθθθθββαββαθθθθθ若若(2)计算步骤:1)记录第j 架飞机的位置向量j P 、速度向量),...,1(n j v j =; 2)计算)arg()arg(,/8arcsin j k k j jk k j jk P P v v P P ---=-=βα; 3)建立模型(2),并用MATLAB 求解.对所给实例,结果为:)5,2,1(0,874132.1,743155.0,814732.1643==∆=∆-=∆=∆j j θθθθ.5.模型2记飞机i 初始方向角为0i θ,令j i j i j i j i j i ij x x x S C -=∆-=-=,sin sin ,cos cos θθθθ,j i ij y y y -=∆.时刻t 第k 架飞机坐标为),..,1)(sin 800,cos 800(n k t y t x k k k k =++θθ,飞机i, j 间距离平方()[]++-+=22)cos 800(cos 800),(j j i i j i t t x t x D θθθθ()[]2)sin 800(sin 800j j i it y t yθθ+-+22)800()800(t S y t C x ij ij ij ij +∆++∆=)()(8002)(800222222ij ij ij ij ij ij ij ij x x t y S x C t S C ∆+∆+∆+∆⨯++=,飞机i, j 间最近距离平方为[])(8004)(8002))((8004222222222ij ij ij ij ij ij ij ij ij ij S C y S x C y x S C +⨯∆+∆⨯-∆+∆+⨯222)(ijij ij ij ij ij S C C y S x +∆-∆=.目标函数可取为∑=-ni i i 10min θθ;为方便,改为()∑∑==+=-+-=ni ni i i i i i i i i S C z 1120,20,2020])sin (sin )cos [(cos θθθθ;决策变量取为),...,1(,0.0,n i S C i i i i =.注意 ()()1sin cos sin cos 2220,0,20,=+=+++i i i i i i i i i SC θθθθ,0,00,0,00,00,)sin ()sin (j i j j i i j j j i i i ij S S S S S S +-=+-+=θθ,ij C 类似,得到模型∑=+=ni i i i i S C z 120,20,)(mins.t. ()()()()()n j i C C C S S Sy C C C x S S Sj i j j i i j i j j i i ij j i j j i i ij j i j j i i ≤<≤≤++-++-∆+--∆+--1,06420,00,0,20,00,0,20,00,0,0,00,0,()()n i SC i i i i i i i ,...,1,1sin cos 20,0,200,==+++θθ.对所给实例,用MA TLAB 优化软件包解得)5,2,1(0,49.1,42.0,14.2643==∆=∆-=∆=∆j j θθθθ.。
飞行区安全运行管理存在的问题及对策
飞行区安全运行管理存在的问题及对策摘要:一、引言二、飞行区安全运行管理存在的问题1.管理体制不完善2.安全管理人员素质不高3.安全设施不健全4.应急预案不完善三、飞行区安全运行管理的对策建议1.完善管理体制2.提高安全管理人员的素质3.加强安全设施建设4.完善应急预案四、总结正文:一、引言飞行区安全运行管理是航空安全管理的重要组成部分,直接关系到航空安全。
然而,我国飞行区安全运行管理仍存在一些问题,需要我们深入研究并制定相应的对策。
二、飞行区安全运行管理存在的问题1.管理体制不完善我国飞行区安全运行管理体制尚存在一定的不足,表现为管理层次不清晰、各部门之间的协调不畅等。
这导致在实际运行过程中,对于一些突发情况,不能及时有效地进行处理。
2.安全管理人员素质不高安全管理人员的素质直接影响到飞行区的安全运行。
然而,目前我国部分飞行区安全管理人员专业素质不高,对于飞行区安全运行的规范和流程了解不足,难以保证飞行区的安全运行。
3.安全设施不健全安全设施是保障飞行区安全运行的基础。
目前,我国部分飞行区安全设施建设滞后,如安全标志不清晰、防护设施不完善等,给飞行区的安全运行带来隐患。
4.应急预案不完善应急预案对于应对突发事件具有重要意义。
然而,我国部分飞行区应急预案制定不完善,缺乏针对性和实操性,使得在实际发生突发事件时,不能及时有效地进行处理。
三、飞行区安全运行管理的对策建议1.完善管理体制要解决飞行区安全运行管理的问题,首先需要完善管理体制。
我们可以借鉴国际先进的管理模式,明确各部门的职责和权限,确保飞行区的安全运行。
2.提高安全管理人员的素质提高安全管理人员的专业素质是保障飞行区安全运行的关键。
我们可以加强对安全管理人员的培训和考核,确保他们具备足够的专业知识和实际操作能力。
3.加强安全设施建设加强安全设施建设是提高飞行区安全运行的必要条件。
我们应该投入足够的资金,按照相关标准和要求,完善飞行区的安全设施。
飞行学生管理中存在的问题及解决策略浅析
飞行学生管理中存在的问题及解决策略浅析飞行学生管理是飞行员培训中至关重要的一环,它涉及到学员的学习情况、学习进度、安全意识等诸多方面。
随着飞行学员人数的不断增加,管理中也相继出现了一些问题。
本文将对飞行学生管理中存在的问题进行浅析,并提出相应的解决策略。
一、存在的问题1. 学员数量急剧增加随着航空业的不断发展,越来越多的人选择了成为飞行员。
这导致学员数量急剧增加,带来了管理上的困难。
学校和培训机构需要面临更多的学员,而原有的管理模式可能无法适应大规模的学员培训需求。
2. 管理和监督不到位由于学员数量增加,管理和监督工作也越发繁重,但很多培训机构的管理系统并不完善,监管措施也不到位。
这就导致一些学员可能会出现违规行为而难以得到及时的发现和处理。
3. 学员安全意识不足飞行是一项高风险的工作,学员的安全意识至关重要。
一些学员可能由于经验不足或者其他原因,对安全意识的重要性认识不够,这就容易导致在飞行训练过程中出现安全事故。
4. 对学员的个性化管理不足每位学员的学习能力、性格特点都不同,但有些学校和培训机构对学员的个性化管理不足,采用的是一刀切的管理模式。
这就无法满足不同学员的学习需求,导致一些学员的学习效果不佳。
二、解决策略1. 加强管理人员队伍建设面对学员数量的增加,培训机构需要加强管理人员队伍的建设,提高管理人员的专业素养和管理水平。
加大对管理人员的培训力度,提高他们的管理能力和监管意识,使之能够更有效地管理和监督学员。
2. 强化学员安全教育针对学员安全意识不足的问题,培训机构需要加强学员的安全教育。
可以通过开展安全知识培训、安全意识教育等活动,提高学员的安全意识,增强他们的自我保护意识,降低飞行事故发生的风险。
4. 制定严格的管理制度和规范培训机构需要建立严格的管理制度和规范,对学员的行为和学习过程进行规范和约束。
通过明确的管理制度和规范,及时发现和处理学员的违规行为,维护良好的飞行学员管理秩序。
飞行区安全运行管理存在的问题及对策
飞行区安全运行管理存在的问题及对策(原创实用版)目录一、引言二、飞行区安全运行管理存在的问题1.安全意识不足2.安全管理体制不完善3.安全技术设施老化4.安全保障措施不到位三、对策与建议1.加强安全意识培训2.完善安全管理体制3.更新安全技术设施4.制定安全保障措施四、结论正文一、引言飞行区安全运行管理是机场运营的重要组成部分,对于保障航班正常运行和旅客安全具有举足轻重的作用。
然而,在实际运行过程中,飞行区安全运行管理仍然存在诸多问题,这对机场的安全运行带来一定的隐患。
本文将对飞行区安全运行管理存在的问题进行分析,并提出相应的对策与建议。
二、飞行区安全运行管理存在的问题1.安全意识不足在飞行区安全运行管理中,安全意识至关重要。
然而,目前部分机场管理人员和员工对安全的重视程度不够,存在一定的麻痹思想和侥幸心理。
这在一定程度上削弱了机场的安全保障能力。
2.安全管理体制不完善当前,部分机场的飞行区安全管理体制存在缺陷,管理职责不清晰,协调机制不健全。
这使得飞行区安全运行管理的效率和效果受到很大影响。
3.安全技术设施老化飞行区安全技术设施是保障航班运行安全的重要设施。
然而,部分机场的安全技术设施存在老化、陈旧等问题,这对航班运行安全构成了潜在威胁。
4.安全保障措施不到位在飞行区安全运行管理中,制定并落实到位的安全保障措施至关重要。
然而,部分机场在安全保障措施方面存在不足,如应急预案不完善、安全演练不够等,这给航班运行带来了一定的风险。
三、对策与建议1.加强安全意识培训针对安全意识不足的问题,机场应加强安全意识培训,提高管理人员和员工的安全意识,使其充分认识到飞行区安全运行管理的重要性。
2.完善安全管理体制针对安全管理体制不完善的问题,机场应明确管理职责,建立健全协调机制,提高管理效率和效果。
3.更新安全技术设施针对安全技术设施老化的问题,机场应加大投入,及时更新安全技术设施,提高其运行效率和安全性能。
4.制定安全保障措施针对安全保障措施不到位的问题,机场应制定完善应急预案,加强安全演练,提高应对突发事件的能力。
飞行管理问题数学建模
飞行管理问题数学建模
飞行管理是指对航空公司、机场、空管等多个方面的飞行运营进行协调和管理,以确保航班的安全、高效运行。
数学建模可以在飞行管理中发挥重要的作用,帮助优化飞行计划、航班调度、飞行路径等,以提高运营效益和减少成本。
下面列举一些可能的数学建模问题,涉及飞行管理的不同方面:
1. 航班调度优化:如何合理安排航班的起降时间,以最大程度地减少延误和拥堵,并确保航班之间的连接性?
2. 航班路径规划:如何确定最优的飞行路线,以减少飞行距离、节省燃料消耗,并考虑天气和空中交通的影响?
3. 机场地面运行优化:如何合理安排航班在机场的停机位、登机口,以最小化转场时间和提高旅客舒适度?
4. 航空器资源分配:如何合理分配航空器的使用,以满足不同航班需求,最大化利用飞机资源,减少空闲时间?
5. 空中交通流量管理:如何预测和调度空中交通,以减少航班之间的冲突,提高飞行安全和效率?
6. 航空公司运营成本优化:如何制定最佳的运营策略,以降低航空公司的运营成本、提高盈利能力?
针对以上问题,可以使用数学建模方法,包括线性规划、整数规划、动态规划、图论等,来建立相应的数学模型,并借助求解算法进行分析和优化。
同时,在实际建模过程中,还需要考虑到各种约束条件和实际操作的复杂性,确保建立的模型具有实际可行性和有效性。
飞行流量管理中的问题及其对策建议
【 关键词 】飞行流量 管理 ;问题 ;对策 ;建议
飞行 流量 的定义 是航 空管理 部 门对 某一 时段 飞行器 飞行 的速 度、高度、方向等参数信 息和在 一定的空间 内飞行器 的数量 。飞行 流量对 于航 空管理部 门来说是 一项十分 重要的参数 ,因为 飞行器 的 数量受空间大小 的限制 ,当流 量大于一定参数时 ,飞行器在 同一区 域飞行承受 的危险程度会大大增加 。因此为 了使空 中的区域 的飞行 流量控 制在一定范 围内,而其 空间又能最大化地进行利用 ,就 需要 航 空管理部 门进行科学的调控 。完善 的飞行管理体系对于 飞行器 的 安全 飞行是十分重要的 ,然而在 实际的管理 过程 中,仍然会 出现众 多的管理问题影响 了飞行流量 管理的效率,因此需要相关 部门进行 有效的改 进 ,本文将从飞行流量 管理中的问题 出发 ,探讨其在 管理
科 技 论 坛
飞行流量管理 中的问题及其对策建议
陈 亮
( 河南 空管 分居 郑州塔台 。河南 郑州 4 5 0 0 0 0)
【 摘 要 】 飞行流量管理是一项 关系到飞行器的安全稳定飞行 的重要 管理 工作 ,我国的飞行流量管理 工作发展 时间不长 ,在许 多 方面仍然存在众 多问题 ,导致 了航空飞行仍 不够科 学合理 ,因此本 文拟从飞行流量 管理 中的 问 题 出发 ,探讨其 改进 的对策,并提 出建 议 ,希望能够为我 国的飞行流量 管理 工作提供 一些参考意见。
上 的 改进 对 策 。
1飞 行 流 量 管 理 中的 问题 近 年 来 , 我 国 的 民航 系统 快 速 发 展 , 人 们 日益 增 多 的 出 行给 其
带来 了众多 的发展机遇 ,随之 而来的就是每年十几个 百分 点的航班 流量增长,下图展示了近年来我 国航空业飞机每年增加数 目表 :
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一个飞行管理问题摘要本文研究的是对在一定区域范围内作水平飞行的飞机管理问题,通过对原飞行方向角进行调整,避免飞机相撞确保飞机安全,为此建立了一个非线性规划模型,其约束条件为任意两架飞机不相撞的安全距离大于8公里,飞行方向角调整的幅度不应超过30度,为达到飞机飞行方向角调整的幅度尽可能地小,确定目标函数为区域内所有飞机调整角度的平方和最小。
为了使模型的求解更方便,在约束条件中将任意时刻飞机之间的安全距离大于8公里转化为在区域内飞机之间的最小安全距离大于8公里。
用MATLAB编程软件对给定数据的模型进行求解,得到问题所给数据模型的结果:第一,第二,第五架飞机方向角可不偏转,第三架,第六架飞机的飞行方向角度顺时针偏转约0.50度。
列表如下:目标函数:9547f.6=本文还对模型的稳定性进行分析,对最极端不利的几种可能出现的情况进行了分析和计算,从而得到了较满意的结果,说明所建立的模型的稳定性强。
关键词:非线性规划;最优解;最小调整幅度;滞后时间二、问题重述在约10,000米高空的某边长160公里的正方形区域内,经常有若干架飞机作水平飞行。
区域内每架飞机的位置和速度向量均由计算机记录其数据,以便进行飞行管理。
当一架欲进入该区域的飞机到达区域边缘时,记录其数据后,要立即计算并判断是否会与区域内的飞机发生碰撞,如果会碰撞,则应计算如何调整各架(包括新进入的)飞机飞行的方向角,以避免碰撞。
现假定条件如下(1) 不碰撞的标准为任意两架飞机的距离大于8公里;(2) 飞机飞行方向角调整的幅度不应超过30度;(3) 所有飞机飞行速度均为每小时800公里;(4) 进入该区域的飞机在区域边缘时,与区域内飞机的距离应在60公里以上;(5) 最多需考虑6架飞机;(6) 不必考虑飞机离开此区域后的状况。
请你对这个避免碰撞的飞行管理问题建立数学模型,列出计算步骤,对以下数据进行计算(方向角误差不超过0.01度),要求飞机飞行方向角调整的幅度尽量小。
设该区域4个顶点的座标为:(0,0),(160,0),(160,160),(0,160)。
记录数据为:飞机编号横座标X 纵座标Y 方向角(度)1 150 140 2432 85 85 2363 150 155 220.54 145 50 1595 130 150 230新进入 0 0 52注:方向角指飞行方向与X轴正向的夹角。
试根据实际背景对你的模型进行评价与推广。
二、问题分析该问题是一个在一定的约束条件下的最优化的问题,即在边长160公里的正方形区域内如何调整各架飞机的飞行方向角,使各飞机不发生碰撞的最优化方案,从题目中的约束条件分析,不碰撞的标准为任意两架飞机的距离大于8公里和飞机飞行方向角调整的幅度不应超过30度可以初步确定为模型的目标项和约束项;因此,初步定模型的目标项为飞机飞行飞行方向角调整的幅度尽量小,约束项为任意时刻飞机之间的安全距离大于8公里且该区域内的飞机不发生相互碰撞。
建立了非线性规划模型,利用MATLAB 编程软件对给定数据的模型进行求解,得出最优化方案。
三、模型假设(1)不碰撞的标准为任意两架飞机的距离大于8公里;(2) 飞机飞行方向角调整的幅度不应超过30度;(3) 所有飞机飞行速度均为每小时800公里;(4) 进入该区域的飞机在区域边缘时,与区域内飞机的距离应在60公里以上;(5) 最多需考虑6架飞机;(6) 不必考虑飞机离开此区域后的状况;(7)计算机及记录新进入飞机数据列给各飞机发指令隔1t ,1t 小于0.5分;(8)飞机接到指令后立即转到所算需要的角度,即不考虑转变半径的影响;(9)飞机进入控制区域后完全服从地面控制台的调度,飞机接到指令时保持飞行状态不变。
四、符号说明五、模型建立与求解),(j i D t 表示t 时刻j i ,两架飞机之间的距离;22222)()()]sin (sin [)]cos (cos [),(ij ij ij ij j j i i j j i i t vtS y vtC x vt y vt y vt x vt x j i D +∆++∆=+-+++-+=θθθθ其中ij S =j i θθsin sin -,ij C =j i θθcos cos -。
以各飞机调整的飞机角度平方和作为目标函数,就可以得到本问题中的数学模型:∑=∆=ni i f 12min θ),2,1,(,6||64),(..2j i n j i j i D t s i t ≠=⎪⎩⎪⎨⎧≤∆≥ πθ其中222)()(),(ij ij ij ij t vtS y vtC x j i D +∆++∆=,ij S =j i θθsin sin -,ij C =j i θθcos cos -; 当ij T t ≤≤0时,),min(j i ij T T T =;其中i T 为飞机i 沿调整后方向在控制区飞行的时间。
但在求解的过程中,要确定),min(j i ij T T T =一般情况下比较繁琐,很难确定它的值。
为了使模型的计算更方便,我们对以上的模型进行如下的修改:由于飞机飞过边长160公里的正方形区域所需的时间不超过0.28小时(即飞机沿正方形区域对角线飞行所用的时间),故可认为当且仅当8),(<j i D t ,且h t 28.00≤≤的时候飞机在区域中相互碰撞,否则就不会碰撞,这样实际上是使得飞机相互之间不相撞的条件更为苛刻了一些,也相当于对飞机飞离该区域后的情况作了部分的考虑,从而提高了全局控制的安全性。
关乎的一些算法运算的问题,要对任意t 时刻8),(<j i D t 进行判断比较的困难,所以可将条件8),(>j i D t 转化为i ,j 两飞机的最小距离8),(>j i D ;又有cbt at y x vt S y C x t S C v vt y vt y vt x vt x j i D ij ij ij ij ij ij ij ij j j i i j j i i t ++=∆+∆+∆+∆++=+-+++-+=2222222222)(2)()]sin (sin [)]cos (cos [),(θθθθ 令0),(2=dtj i dD t , 0)(2)(2222=∆+∆++vt S y C x t S C v ij ij ij ij ij ij当022≠+ij ij S C 时,解得: )(220ij ij ijij ij ij S C v C x S y t +∆+∆-=又当飞行时间t 在T t ≤≤0范围内,飞机刚进入边长160公里的正方形区域的时间0t 在T t ≤≤00范围时:22222222222)()()(),(min ),(ijij ij ij ij ij ij ij ij ij ij ij ij ij ij ij ij ijij ij ij ij t S C C y S x S S C C x S y y C S C C x S y x j i D j i D +∆-∆=+∆+∆-∆++∆+∆-∆== 又当初始时间0t 在00<t 时,得出:22202),(),(ij ij y x j i D j i D ∆+∆==而初始时间0t 在T t >0时,得出:2222)()(),(),(ij ij ij ij T vTS y vTC x j i D j i D +∆++∆==但当022=+ij ij C S 时,第j i ,架飞机飞行方向角一致,得出:222),(ijij y x j i D ∆+∆= 综上得到改进的数学模型:∑=∆=ni i f 12min θ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧>+∆++∆<∆+∆=+∆+∆<<≠++∆-∆=T t vTS y vTC x t y x S C y x T t S C C S C y S x j i D ij ij ij ijij ij ij ij ij ij ij ij ij ij ij ij ij ij ,且22222222222222)()(0;0;00;)(),(六、模型检验下面对一些特殊情况进行验算(i x ,i y ,0i θ) i θ∆飞机1 (0,70,0) 4.2955飞机2 (55,5,9) -3.0404飞机3 (90,60,180) -1.4329飞机4 (40,130,270) 0.0007飞机5 (80,5,180) -0.0010飞机6 (0,60,0) -8.7665(i x ,i y ,0i θ)i θ∆ 飞机1 (60,80,180) 6.5672飞机2 (60,70,180) 6.0517飞机3 (60,60,180) 5.5368飞机4 (60,90,180) -4.9475飞机5 (60,100,180) -4.4337飞机6 (0,80,0) 8.7573(i x ,i y ,0i θ)i θ∆飞机1 (60,100,270) -5.9694飞机2 (70,100,270) 6.0090飞机3 (80,10,270) 5.4942飞机4 (50,100,270) -5.4546飞机5 (40,100,270) -4.9404飞机6 (0,40,0) -4.8505七、模型评价与推广优点:以上建立的非线性规划模型原理简单,操作便捷,运行结果在精度和耗时两方面均能令人满意,具有一定的实用性,比较完整地解决了原始的问题,而且非线性规划方法具有一般性。
缺点:本文建立的模型在一些方面确实存在一定的不足之处,当飞机数目增多时,会由于约束条件的增加从而使得计算时间大幅度增加,另外,非线性处理中得到的只是一个最优解,至于这个解是属于局部最优还是整体最优,比较难确定。
改进:建议将非线性规划约束结合相对速度转化为线性约束,以提高运算速度,增加精度同时也应对模型处理结果进行更深一步地检验。
推广:可以推广到空城飞行管理的其它情况,比如控制区域内飞机数量及坐标与题中不同的情况。
八、参考文献【1】张丽华,周永芳,数学建模,北京:科学出版社,2010.【2】程极泰,最优设计的数学方法,北京:国防工业出版社,1994.【3】王正林,精通MATLAB科学计算,北京:电子工业出版社,2009.(注:可编辑下载,若有不当之处,请指正,谢谢!)。