航空交通网络应急优化调控理论与方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61671031
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0113.信息获取与处理
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

With the increment of emergency such as extreme weather and traffic control, air congestion and flight delay continuously deteriorate, resulting in the high risk and low efficiency of air transportation system. It becomes an urgent need to improve the emergency response ability of air transportation operation. Air transportation system is a complex giant system in which the traffic flow and structure are closely coupled. Cascading effects induced by emergency events will easily break out, leading to widespread air traffic congestion and large-scale flight delay. The traditional local control method and optimization mechanism can’t meet the demand of emergency-oriented air transportation network regulation. This project will build an integrative framework: firstly, we will set up a complete database of Chinese air transportation network, propose traffic dynamics model in temporal networks, and excavate the critical point and key factor which cause the cascading effect; next we will build the exact forecast model of cascading effects to conquer the challenge of how to precisely locate the cascading range affected by emergency events; then we design the robust optimization model for flight flow regulation based on analyzing of fluctuation of airport capacity. We will also develop the simulation and verification system, which can provide Air Traffic Management Bureau with solid theoretical foundation and decision-aid system. It will find theoretic and practical applications in the era of burgeoning air transportation.
随着恶劣天气、交通管制等突发事件频发,近年来航班延误与航空拥堵情况持续恶化,迫切需要提高航空交通系统运行的应急调控能力。航空交通网络应急优化调控是一个时效性和鲁棒性要求严苛的大规模工程优化问题,现有方法难以在满足应急调控时效性前提下获得较为鲁棒的调控方案。本项目遵循“交通运行特性分析-->级联范围精准预测-->高效鲁棒优化方法设计”的总体研究思路,提出系统的解决方案:首先建立完备的中国航空交通网络数据库,提出针对突发事件的权时变网络交通动力学模型,挖掘易导致级联效应的关键机场;其次建立中国航空交通网络的因果关联矩阵,基于半马尔科夫过程精准预测级联范围;然后分析不确定性因素干扰下机场容量的波动特征,建立飞行流量应急调控的鲁棒对等模型并求解;在此基础上开发综合仿真验证系统,为空管部门提供可靠的理论基础与辅助决策工具。在航空运输业迅猛发展的背景下,本项目的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。

结项摘要

随着恶劣天气、交通管制等突发事件频发,近年来航班延误与航空拥堵情况持续恶化,迫切需要提高航空交通系统运行的应急调控能力。航空交通网络应急优化调控是一个时效性和鲁棒性要求严苛的大规模工程优化问题,现有方法难以在满足应急调控时效性前提下获得较为鲁棒的调控方案。.本项目首先建立了完备的中国航空交通网络数据库,突破了针对突发事件的权时变网络交通动力学建模技术,挖掘出了易导致级联效应的关键机场;建立了中国航空交通网络的因果关联矩阵,解决了基于半马尔科夫过程精准预测了级联范围的难题;然后通过分析不确定性因素干扰下机场容量的波动特征,建立了飞行流量应急调控的鲁棒对等模型并求解,攻克了航空交通网络应急优化调控这个极具挑战性的工程优化难题;在此基础上开发了综合仿真验证系统,为空管部门提供了可靠的理论基础与辅助决策工具。.上述技术突破和理论创新以下列成果形式体现:在国内外重要学术期刊和学术会议上发表/录用SCI 检索期刊文章15篇、EI 检索会议论文6篇,申请国家发明专利19项。以上述研究成果作为重要支撑,项目负责人杜文博获2018年中国青年科技奖、2017年教育部自然科学一等奖、2017年中国航空学会青年科技奖,并获得国家优秀青年科学基金项目资助。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(17)
Resonance-like cooperation due to transaction costs in the prisoner's dilemma game
囚徒困境博弈中交易成本带来的共振式合作
  • DOI:
    10.1016/j.physa.2019.01.088
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Physica A: Statistical Mechanics and Its Applications
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yumeng Li;Hanchen Wang;Wenbo Du;Matjaz Perc;Xianbin Cao;Jun Zhang
  • 通讯作者:
    Jun Zhang
The networked evolutionary algorithm: A network science perspective
网络进化算法:网络科学的视角
  • DOI:
    10.1016/j.amc.2018.06.002
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Applied Mathematics and Computation
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Wenbo Du;Mingyuan Zhang;Wen Ying;Matjaz Perc;Ke Tang;Xianbin Cao;Dapeng Wu
  • 通讯作者:
    Dapeng Wu
基于核主成分分析的空域复杂度无监督评估
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    航空学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张瞩熹;朱熙;朱少川;张明远;杜文博
  • 通讯作者:
    杜文博
多源异构航班航迹数据流实时融合方法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    物联网学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张瞩熹;田旺;朱少川;刘洪岩;朱熙
  • 通讯作者:
    朱熙
Delay causality network in air transport systems
航空运输系统中的延误因果网络
  • DOI:
    10.1016/j.tre.2018.08.014
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wenbo Du;Mingyuan Zhang;Yu Zhang;Xianbin Cao;Jun Zhang
  • 通讯作者:
    Jun Zhang

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其他文献

2種の中継器による端末接続問題
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杜文博;土中 哲秀; 小野 廣隆
  • 通讯作者:
    小野 廣隆
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攻击成本对网络鲁棒性的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Physica Scripta
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    杜文博
  • 通讯作者:
    杜文博
基于高熵合金的镁合金表面防护技术研究
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱胜;杜文博;王晓明;姚巨坤
  • 通讯作者:
    姚巨坤
Mg-6Zn-2Er合金在室温拉伸过程中的断裂行为
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Transactions of Nonferrous Metals Society of China
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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基于轨枕结构的高速铁路飞砟防治措施探讨
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    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    铁道建筑
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    井国庆;杜文博;付琪璋
  • 通讯作者:
    付琪璋

其他文献

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杜文博的其他基金

广域飞行流量优化调控理论与方法研究
  • 批准号:
    61201314
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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