基于蒙特卡罗仿真的汇聚冲突风险评估*

郑乐隋东▲林颖达张军峰

(南京航空航天大学民航学院南京210016)

摘要为了揭示汇聚交通场景中冲突风险的总体水平以及动态变化规律，提出了基于蒙特卡罗仿真的汇聚交通流冲突风险评估方法。通过分析汇聚航路的几何特性，构建了汇聚交通流的冲突航段模型，从而确定汇聚交通流产生冲突的范围。并设计了基于蒙特卡罗仿真的冲突风险评估方法，通过实时对比四维轨迹，对冲突率、冲突严重程度、冲突风险、总冲突风险等指标进行了评估,实现了对汇聚交通流从局部到整体,从宏观到微观的冲突风险分析。最后，针对A593航路与R343航路在VMB点汇聚的实际汇聚交通场景，在分析实际运行数据分布的基础上对其冲突风险进行了评估。

关键词航空运输；风险评估；冲突；汇聚交通流；蒙特卡罗仿真

中图分类号：V355文献标志码：A

收稿日期：2015-04-13修回日期：2015-05-22

基金项目*国家自然科学(批准号：71401072)、江苏省自然科学

作者简介：第一郑乐(1990-)，硕士研究生. 研究方向：空中交通安全. E-mail: yue_zheng@nuaa.edu.cn

An Assessment of the Conflict Risk of Converging Air

Traffic using Monte Carlo Simulation

ZHENG YueSUI DongLIN YingdaZHANG Junfeng

(CollegeofCivilAviation,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing, 210016,China)

Abstract:In order to unveil the overall states and dynamic variation of conflict risks for converging air traffic, a conflict risk assessment method based on Monte Carlo simulation was proposed. Based on the analysis of the geometry characteristic of the converging airways, the conflict route segment model is proposed to determine the conflict ranges that are caused by converging air traffic. The conflict risk assessment method based on the Monte Carlo Simulation was designed. The conflict risks of converging air traffic were assessed from macroscopic and microscopic levels by comparing the 4D trajectories, conflict rate, conflict severity, conflict risk and total conflict risks. Finally, the conflict risks were assessed for the convergence of Route A593 and Route R343 at VMB by the simulation as an example based on statistical analysis of historical operation data.

Key words:air transportation; risk assessment; conflict; converging air traffic; Monte Carlo simulation

▲通信作者：隋东(1971-)，博士，副教授. 研究方向：空中交通安全. E-mail: dong_sui@nuaa.edu.cn

0引言

近年来，随着空中交通流量的不断增长，飞行冲突频繁发生，对基于雷达引导的管制指挥提出了严峻挑战。而终端区作为承担飞越交通流、进离场交通流的复杂区域，其飞行冲突较为突出，其中以汇聚交通流之间的冲突最为常见。因此，无论是为了保障目前的安全运行，抑或是指导未来的空域规划与航路结构调整，分析与评估此类飞行冲突都显得尤为迫切。……