機場協(xié)同決策CDM理念

1、航空復(fù)雜系統(tǒng)協(xié)同決策的匹配方法Collaborative Decision Making for Complex System Using Matching ApproachAntonio de Junior, 李偉鋼TransLab 實驗室， 巴西利亞大學(xué)北京- 2014協(xié)同決策發(fā)展現(xiàn)狀航空交通：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)和復(fù)雜系統(tǒng)機場協(xié)同決策（CDM）理念TransLab 實驗室相關(guān)工作協(xié)同決策研究方法協(xié)同決策三個步驟時隙分配匹配算法（ DA-CDM ）案例分析和討論提 綱航空交通：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)和復(fù)雜系統(tǒng)2012年世界航空交通流量圖（1）2012年世界航空交通流量圖（2）航空交通量每十五年翻一番絕對安全：綜合安

2、全、經(jīng)濟、環(huán)保和人力等因素，安全第一?？v橫交錯：美國 86 / 2,500 /19,700機場， 全球5千余商用機場；異構(gòu)多元：飛機和航班的二相性，涉及社會多方位，形成多因素。動態(tài)變化：氣候變化、機械故障、機組變動等。經(jīng)濟效益：基礎(chǔ)設(shè)施投資龐大，優(yōu)化管理資源提高交通效率。社會環(huán)境：氣體排放、噪音控制、地面交通等。航空交通復(fù)雜性特點復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)之點： 機場紐約JFK國際機場起飛航班排序FAA Air Traffic Organization Surface Operations Office, U.S. Airport Surface Collaborative Decision Making (C

3、DM) Concept of Operations (ConOps) in the Near-Term，2012. FAA 一項報告顯示，2009年5月4日，紐約JFK國際機場主要跑道邊滑行道上等待起飛的航班超過70架，平均等待1-2小時。昆明長水國際機場連出狀況2013年1月3日，大霧導(dǎo)致440個航班取消，近2萬名旅客出行受影響。2013年11月30日，大霧導(dǎo)致航班取消235個，滯留旅客13000余人。12月15-16日，冰雪導(dǎo)致航班取消853個。12月27-29日，大霧導(dǎo)致航班取消737個12月30-31日，昆明機場再遭大霧，導(dǎo)致航班取消200多個。 機場地面服務(wù)系統(tǒng)工程S. Trabel

4、si, F. M-Camino, C. Cosenza, L. Weigang, Integrated decision making for GHM, PANAM, Spain, 2014.復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)之線： 航線1989年來，EUROCONTROL航管轄區(qū)的歐洲41個國家，航空流量增加33%，今后20年內(nèi)將增加一倍。2012年全國民航旅客總旅客量超過億人次，同比增長8.9%，航班正常率僅為74.83%。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)之對象： 飛機vs 航班飛機： 飛行器實體，唯一性、不變性；一架飛機同一天可以執(zhí)行幾個航班：由不同機組人員；運載不同批次乘客；同時具有不同航班號。維修計劃；航班： 飛行器代碼，多重性、變

5、化性；一個航班可以跨若干航線、機場。在中心樞紐，航班延誤，影響下續(xù)多個航班執(zhí)行。傳統(tǒng)經(jīng)典：運籌學(xué)等數(shù)學(xué)優(yōu)化模型為基礎(chǔ)。學(xué)科綜合：數(shù)學(xué)、管理、工程、信息、氣象等學(xué)科。技術(shù)復(fù)雜：機械、電子、計算機軟件、環(huán)境等工程技術(shù)等綜合開發(fā)。術(shù)語繁多：專業(yè)名詞、機構(gòu)名稱、機場縮寫等。法律規(guī)范：法律法令、技術(shù)規(guī)范、國際協(xié)調(diào)等。國際合作：FAA、EuroControl、ICAO、IATA 等。航空交通研究特點機場協(xié)同決策（CDM）理念1993年9月, 美國聯(lián)邦航空局和航空公司進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，驗證航空公司更新航班計劃信息后是否會對流量管理決策帶來影響。引入CDM概念，以便解決由于航路或機場惡劣天氣造成的容量減小問題，根

6、據(jù)減少容量需求的運行概念，開發(fā)出CDM GDP程序，隨后開發(fā)出相關(guān)的工具，如FSM等。美國在流量管理、空域管理和氣象預(yù)報等工作中大量應(yīng)用協(xié)同決策理念進(jìn)行充分的信息交互，并開發(fā)出大量的計算機應(yīng)用系統(tǒng)工具：協(xié)同對流天氣預(yù)報，機場需求圖，航班進(jìn)程分析，航班進(jìn)程監(jiān)視，集成終端天氣顯示系統(tǒng)，航路管理工具等。機場協(xié)同決策概念源于美國美國機場協(xié)同決策理念- 正確信息在恰當(dāng)時間發(fā)給合適的決策者歐洲機場協(xié)同決策將傳統(tǒng)的以協(xié)同流量管理為目的應(yīng)用，擴展到以機場運行為核心的機場相關(guān)單位間的協(xié)同運行，提高機場運行環(huán)境中相關(guān)方的協(xié)作，提高機場運行以及流量管理的可預(yù)測性，改變了空管、機場和航空公司等傳統(tǒng)業(yè)務(wù)流程，提高航班運

7、行品質(zhì)，減少了航班延誤和旅客在飛機上長時間等待，節(jié)約運行成本，從真正意義上顯示了多方協(xié)同和共贏的目標(biāo)，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。機場協(xié)同決策廣泛應(yīng)用在歐盟歐控機場協(xié)同決策框架（EUROCONTROLE）中國機場協(xié)同決策應(yīng)用情況協(xié)同決策效果：紐約機場的今天與明天紐約機場地面計劃2009-2012年比較Robert Goldman , A-CDM in New York KJFK Runway Construction and Impact on Operations ， Advanced ATM Techniques Symposium and Workshops，ICAO, Montra

8、l ，2013. 協(xié)同決策理念演變較快：CDM、A-CDM、S-CDM, 盡管緣起航空交通，但協(xié)同決策理念可以推廣到其它相關(guān)領(lǐng)域，特別是政府決策、軍隊指揮和科研管理等。協(xié)同決策理念的擴展和推廣機場協(xié)同決策（A-CDM） 的博弈匹配方法 。Enhancement of A-CDM with Matching Theory，ATT/AAMAS, Paris, 2014.航空流量管理空管、機場和航空公司效益函數(shù)；Reward functions for learning to control, TR C, 35(10):141-155, 2013.航空流量管理加強學(xué)習(xí)法協(xié)助空管人員決策。Reinfo

9、rcement learning agents to tactical ATM, IJAM, 1(3):145-161, 2012. 航空流量管理智能模型。Intelligent computing methods in ATFM, TR C, 18(5):781-793, 2010.空管人員的決策支持系統(tǒng)。Decision support in tactical ATFM for air controllers, JATM，14(6):329-336, 2008.航空流量平衡的智能算法。Balancing of Negotiation in Traffic Synchronization，IEEE