基于节能的机场飞行区平面布局优化

中国民航大学学报

基于节能的机场飞行区平面布局优化

冯兴¹，李汝宁²，安然¹，谭永峰¹

（1.中国民航大学机场学院，天津300300；2.中国北方发动机研究所，天津300400）

收稿日期:2015-07-19 修回日期:2015-09-22 出版日期:2016-04-23 发布日期:2016-06-03
作者简介:冯兴（1980—），女，河北石家庄人，讲师，博士，研究方向为机场工程.
基金资助:
中央高校基本科研业务费专项（3122014C014）；中国民航大学机场工程科研基地开放基金项目（JCGC2015KFJJ004）；中国民航大学科研启动基金项目（2013QD12X）

Plane layout optimization of airport flight area based on energy conservation

FENG Xing¹, LI Runing², AN Ran¹, TAN Yongfeng¹

(1. Airport Engineering College, CAUC, Tianjin 300300, China;2. China North Engine Research Institute, Tianjin 300400, China)

Received:2015-07-19 Revised:2015-09-22 Online:2016-04-23 Published:2016-06-03

摘要/Abstract

摘要：

随着可持续发展战略的提出，民航业提出了建设“绿色机场”的目标，以机场飞行区平面布局为研究对象，以飞机地面滑行油耗为研究目标，通过对单机坪、单跑道、单平行滑行道飞行区布局中机坪位置、平行滑行道端部及跑道端部等关键点的几何结构与飞机运行工况分析，并结合机场飞机起落架次，建立了机场飞机地面滑行总油耗数学模型。在此基础上袁以4E级机场为例，飞机地面滑行油耗最低为优化目标，构建了适应度函数，并应用改进遗传算法进行了优化，最终得出最优飞行区布局形式。改进遗传算法在优化收敛解的质量和时间效率方面均有不错的表现，因此，能有效地解决机场飞行区平面布局问题。

关键词: 机场飞行区, 布局, 油耗, 改进遗传算法, 优化

Abstract:

As the sustainable development strategy is put forward, the green airport target is proposed in civil aviation. The airport flight area layout is taken as research object with the fuel consumption of aircraft taxiing as research target. Through analysis of aircraft operating conditions and the geometry of key points such as the airport apron position,the end of parallel taxiway and the end of runway in the flight area layout of single airport apron, single runway and single parallel taxiway, combining with the airport aircraft landing gear, the mathematical model of the overall fuel consumption of aircraft taxiing at the airport is established. On this basis, taking 4E international airport as an example, the minimum fuel consumption of aircraft taxiing is chosen as optimization goal, the fitness function is built, and the optimization is carried out using improved genetic algorithm. And the optimal flight area layout form is attained finally. The improved genetic algorithm has a quite good performance in the quality and time efficiency of convergence solution optimization, helping to solve the problem of airport flight area layout effectively.

Key words: airport flight area, layout, fuel consumption, improved genetic algorithm, optimization

中图分类号:

冯兴，李汝宁，安然，谭永峰. 基于节能的机场飞行区平面布局优化[J]. 中国民航大学学报.

FENG Xing, LI Runing, AN Ran, TAN Yongfeng. Plane layout optimization of airport flight area based on energy conservation[J]. .

[1]	欧阳杰, 乔雪晴, 李晓蔚, 朱长青. 基于鲸鱼优化算法的机场航站楼港湾区平面布局优化设计[J]. 中国民航大学学报, 2026, 44(2): 54-59.
[2]	赵箫, 杨文东, 胡俊成. 基于 WOA-BP 神经网络的多趋势机场间 OD 需求预测[J]. 中国民航大学学报, 2026, 44(2): 88-96.
[3]	刘海涛, 董沁卓, 戴永璋. VDL 模式 2 系统媒介访问控制协议建模[J]. 中国民航大学学报, 2026, 44(1): 80-85.
[4]	郑美春, 沈良忠, 李岳, 蔡靖 . 基于 PSO-BP 神经网络的机坪泛光照明优化预测模型 [J]. 中国民航大学学报, 2025, 43(6): 54-60.
[5]	谷润平, 张扬宗, 刘家明. 基于传染病模型的飞机客舱旅客布局方案设计 [J]. 中国民航大学学报, 2025, 43(3): 32-37.
[6]	陈以庭, 杨吉忠, 冯读贝, 刘舫泊, 刘键, 金旭炜. 高铁下穿机场飞行区引起航向信标天线阵的振动影响研究 [J]. 中国民航大学学报, 2025, 43(3): 45-52.
[7]	高金敏, 乐美龙, 李星灿. 航空器动态滑行路径优化 [J]. 中国民航大学学报, 2025, 43(2): 31-37.
[8]	谢春生, 杭宇, 赵向领. 紧急情况下航班备降模型研究 [J]. 中国民航大学学报, 2024, 42(6): 34-38.
[9]	张兆宁, 杨刚. 基于 GWO-HMM 的空中交通网络流系统态势预测研究[J]. 中国民航大学学报, 2024, 42(4): 50-55.
[10]	李振猛. 基于郊狼优化算法的扇区管制复杂性聚类与仿真验证[J]. 中国民航大学学报, 2024, 42(4): 64-70.
[11]	杜皓月, 杨文东. 考虑联盟衔接的国际航班离场时刻优化研究[J]. 中国民航大学学报, 2024, 42(4): 84-90.
[12]	陈飞, 刘鹏, 凌若鸿, 廉冠, 李彪. 机场航站楼安检资源运行策略优化[J]. 中国民航大学学报, 2023, 41(6): 37-43.
[13]	冯兴, 张健, 李汝宁. 基于BIM与GA的机场场道施工进度多目标优化[J]. 中国民航大学学报, 2023, 41(5): 49-56.
[14]	史永胜, 杜坤, 李莎. 基于响应面模型的安全箱卡扣强度优化[J]. 中国民航大学学报, 2023, 41(3): 59-64.
[15]	林家泉, 宋德龙, 庄子波, 李金凤 . 基于 PSO-Elman 神经网络的激光雷达径向风速预测[J]. 中国民航大学学报, 2022, 40(6): 1-6.