从空管顶会看学术圈在解决什么问题

文摘   2024-01-29 07:59   四川  

2023年刚过去,去年的空管顶会ATM Seminar有些什么文章,学术圈在解决什么问题?写一些自己的感悟。

2023年的ATM Seminar分为了13个主题,它们也是空管学术圈探讨希望解决的一些问题。

1、空中交通流量管理与优化

这是空管老生常谈的研究主题了。美国NextGen和欧洲SESAR项目都希望推动机场和空域资源的高效利用。

目前手段主要是战术性地流量管理和从航空公司和空管服务提供商两方面的角度进行优化。

其中,协同决策(CDM)的概念是一个主要的提高效率和解决拥堵问题的方法。

去年ATM Seminar在这方面有7篇文章,主要聚焦在:

1、减少到港航班二氧化碳排放通过"掐准”离港时间; 

2、引入人工智能(主要是强化学习方法)实现更好流量管理效果;

3、STL-LSTM(一种时间循环神经网络)对机场交通流量长期预测;

4、在Large Hub Airports(大型枢纽机场)实现长航程的空中交通流量管理;

5、以交通流为中心的空域管理,动态协调空中交通流;

6、对多架飞机航迹进行多目标优化;

7、考虑公平和效率性对多机场系统的时隙进行合理分配。

从7篇文章不难看出,ATFM学术圈关注的问题包括了绿色环保,时隙优化,长航程的ATFM,人工智能等新方法在ATFM问题的应用等。


2、4D航迹规划、预测与管理

NextGen和SESAR的规划中,使得从战术性的管制员间隔指令转变向航迹管理、4D航迹是其中关键的技术。

这里的主题包括所有方面的航迹规划、预测与优化。

同时也包括一些工具和程序,实现比如到港、离港和场面运行的排序管理。

这方面的文章去年顶会上只有两篇,主题包括:

1、多机航迹跟踪转移学习的研究;

2、一种空域设计框架,针对北太平洋空域的航班高效运行。

这方面的文章ATM Seminar 2023较少,主要还是通过一些工具和程序,实现4D航迹更加优化与灵活的管理。


3、飞行间隔确立与安全

这个主题融入一些概念,算法,分析和系统主要致力于解决机场场面和空域的战术性间隔问题。

包括一系列的模型和方法对需要保持的间隔进行评估,冲突解脱,安全预警,尾流管理等等。

有3篇的文章:

1、学习不确定参数以辅助冲突解脱;

2、数据驱动的空中避撞风险模型(使用一种概率密度函数);

3、终端区避撞风险评估基于航迹生成模型。

在这个研究方向,最新研究进展以评估风险、开发算法辅助冲突解脱为主。


4、高级通信、导航和监视(就是我们熟悉的CNS/ATM)

空中交通系统和通信、导航和监视系统密切相关,这个主题主要是通过提高CNS的性能和程序设计来提高航路和终端空域的吞吐量。

这个主题少不了ADS-B的利用的研究,管制员-飞行员地空数据链、基于所需性能的导航程序设计(PBN等)。

有3篇文章,主要主题包括:

1、基于计算机视觉(低能见度环境中)对空侧进行监视;

2、Debuffering Timestamped ADS-B Records for Kinematic Applications;

3、可以落地(Cleared to Land),基于深度学习方法对接地距离的预测。

第一篇文章计算机视觉的研究获得了本专题的最佳文章。它解决了在低能见度条件下,对空侧场面环境进行监视。


5、机场/空侧运行的整合

这个主题主要是关于机场场面运行,和机场区管理的(比如停机位分配),主要是建立在空域限制环境中。

这个主题的目标包括缓解机场运行的延误;优化跑道/滑行道;空域延误与拥堵管理;减少环境影响;

主题也包括了机场性能评估和机场与空域资源的动态规划(A-CDM研究等等)。

同样是三篇会议文章,

1、数据驱动方法,通过容量预测对跑道制动状况评估;

2、通过排队网络模型,设计了一个框架,整合场面运行和飞机离港;

3、基于分位数回归模型,从概率上预战术到港和离港航班延误预测。

我的理解是,这个主题研究方法主要是概率模型,回归模型,排队论等优化进离港航班,缓解场面延误。


6、经济与政策方面

这个主题包括了航空运输政策与战略分析。通过经济激励改变航空运输行为主体的行为。机场管理政策的重大问题,比如气候变化等。

还研究包括政府,空中导航服务提供者(ANSPs)以及工业界作为不同的角色,他们相互竞争关系之间的权衡等。

这个主题下有两篇文章探讨:

1、欧洲ATM业绩的决定因素——如何分析一个多样化的行业;

2、先进空中交通(AAM)中的服务提供者的市场结构。

在以上6个主题中,有4篇会议最佳论文,能猜到是哪四篇吗?

点击左下角“阅读原文”可进入所有论文下载渠道。

以上是去年空管顶会ATM Seminar的一些简介(上),主要探讨学术圈致力于解决的一些问题,和本人的一些浅见。

本文仅代表个人观点,与供职单位其他人等均无关。欢迎大家关注,小飞机的ATC!

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