机场协同决策CDM理念

1、航空复杂系统协同决策的匹配方法Collaborative Decision Making for Complex System Using Matching ApproachAntonio de Junior, 李伟钢TransLab 实验室， 巴西利亚大学北京- 2014协同决策发展现状航空交通：复杂网络和复杂系统机场协同决策（CDM）理念TransLab 实验室相关工作协同决策研究方法协同决策三个步骤时隙分配匹配算法（ DA-CDM ）案例分析和讨论提 纲航空交通：复杂网络和复杂系统2012年世界航空交通流量图（1）2012年世界航空交通流量图（2）航空交通量每十五年翻一番绝对安全：综合安

2、全、经济、环保和人力等因素，安全第一。纵横交错：美国 86 / 2,500 /19,700机场， 全球5千余商用机场；异构多元：飞机和航班的二相性，涉及社会多方位，形成多因素。动态变化：气候变化、机械故障、机组变动等。经济效益：基础设施投资庞大，优化管理资源提高交通效率。社会环境：气体排放、噪音控制、地面交通等。航空交通复杂性特点复杂网络之点： 机场纽约JFK国际机场起飞航班排序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 一项报告显示，2009年5月4日，纽约JFK国际机场主要跑道边滑行道上等待起飞的航班超过70架，平均等待1-2小时。昆明长水国际机场连出状况2013年1月3日，大雾导致440个航班取消，近2万名旅客出行受影响。2013年11月30日，大雾导致航班取消235个，滞留旅客13000余人。12月15-16日，冰雪导致航班取消853个。12月27-29日，大雾导致航班取消737个12月30-31日，昆明机场再遭大雾，导致航班取消200多个。 机场地面服务系统工程S. Trabel

4、si, F. M-Camino, C. Cosenza, L. Weigang, Integrated decision making for GHM, PANAM, Spain, 2014.复杂网络之线： 航线1989年来，EUROCONTROL航管辖区的欧洲41个国家，航空流量增加33%，今后20年内将增加一倍。2012年全国民航旅客总旅客量超过亿人次，同比增长8.9%，航班正常率仅为74.83%。复杂网络之对象： 飞机vs 航班飞机： 飞行器实体，唯一性、不变性；一架飞机同一天可以执行几个航班：由不同机组人员；运载不同批次乘客；同时具有不同航班号。维修计划；航班： 飞行器代码，多重性、变

5、化性；一个航班可以跨若干航线、机场。在中心枢纽，航班延误，影响下续多个航班执行。传统经典：运筹学等数学优化模型为基础。学科综合：数学、管理、工程、信息、气象等学科。技术复杂：机械、电子、计算机软件、环境等工程技术等综合开发。术语繁多：专业名词、机构名称、机场缩写等。法律规范：法律法令、技术规范、国际协调等。国际合作：FAA、EuroControl、ICAO、IATA 等。航空交通研究特点机场协同决策（CDM）理念1993年9月, 美国联邦航空局和航空公司进行数据交换，验证航空公司更新航班计划信息后是否会对流量管理决策带来影响。引入CDM概念，以便解决由于航路或机场恶劣天气造成的容量减小问题，根

6、据减少容量需求的运行概念，开发出CDM GDP程序，随后开发出相关的工具，如FSM等。美国在流量管理、空域管理和气象预报等工作中大量应用协同决策理念进行充分的信息交互，并开发出大量的计算机应用系统工具：协同对流天气预报，机场需求图，航班进程分析，航班进程监视，集成终端天气显示系统，航路管理工具等。机场协同决策概念源于美国美国机场协同决策理念- 正确信息在恰当时间发给合适的决策者欧洲机场协同决策将传统的以协同流量管理为目的应用，扩展到以机场运行为核心的机场相关单位间的协同运行，提高机场运行环境中相关方的协作，提高机场运行以及流量管理的可预测性，改变了空管、机场和航空公司等传统业务流程，提高航班运

7、行品质，减少了航班延误和旅客在飞机上长时间等待，节约运行成本，从真正意义上显示了多方协同和共赢的目标，取得了良好的经济效益和社会效益。机场协同决策广泛应用在欧盟欧控机场协同决策框架（EUROCONTROLE）中国机场协同决策应用情况协同决策效果：纽约机场的今天与明天纽约机场地面计划2009-2012年比较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. 协同决策理念演变较快：CDM、A-CDM、S-CDM, 尽管缘起航空交通，但协同决策理念可以推广到其它相关领域，特别是政府决策、军队指挥和科研管理等。协同决策理念的扩展和推广机场协同决策（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、机场和航空公司效益函数；Reward functions for learning to control, TR C, 35(10):141-155, 2013.航空流量管理加强学习法协助空管人员决策。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.空管人员的决策支持系统。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