綠色空中交通管理是航空運(yùn)輸業(yè)的現(xiàn)實(shí)所需和關(guān)鍵難題,也是我國(guó)由“民航大國(guó)”邁向“民航強(qiáng)國(guó)”的必由之路。本書對(duì)綠色空中交通管理技術(shù)進(jìn)行了比較系統(tǒng)全面的介紹,主要內(nèi)容包括空中交通對(duì)環(huán)境的影響分析、機(jī)場(chǎng)環(huán)境容許空中交通量評(píng)估方法、面向環(huán)境保護(hù)的場(chǎng)面運(yùn)行優(yōu)化方法、面向環(huán)境保護(hù)的終端區(qū)運(yùn)行優(yōu)化方法、面向環(huán)境保護(hù)的區(qū)域運(yùn)行優(yōu)化方法。
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交通運(yùn)輸是國(guó)民經(jīng)濟(jì)構(gòu)成中的先行產(chǎn)業(yè)和基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),是社會(huì)生產(chǎn)、生活組織體系中不可缺少和不可替代的重要組成部分,包括空中交通、軌道交通、道路交通、水運(yùn)交通、綜合交通運(yùn)輸與智能交通等主要模式和方向。目前,環(huán)境問題已成為影響人類社會(huì)發(fā)展和全球政治經(jīng)濟(jì)格局的重大戰(zhàn)略課題。在能源緊張和環(huán)境惡化的雙重壓力下,必須加快發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變,加快建立以低碳為特征的資源節(jié)約型、環(huán)境友好型交通運(yùn)輸體系。
隨著民航運(yùn)輸業(yè)的飛速增長(zhǎng),空中交通帶來(lái)的氣體污染、噪聲污染和溫室效應(yīng)等環(huán)境影響問題日益嚴(yán)重,綠色發(fā)展已成為空中交通管理的現(xiàn)實(shí)所需和關(guān)鍵難題,這不僅是我國(guó)由“民航大國(guó)”向“民航強(qiáng)國(guó)”邁進(jìn)的必由之路,亦是提升中國(guó)民航國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力、增強(qiáng)全球碳排放交易市場(chǎng)話語(yǔ)權(quán)的重要支撐。
空中交通管理主要包括空域管理、空中交通服務(wù)和流量管理。一直以來(lái),人們對(duì)空中交通管理的安全和效率方面進(jìn)行了重點(diǎn)研究,但對(duì)可持續(xù)發(fā)展缺乏系統(tǒng)、深入的認(rèn)識(shí),也未形成完整、有效的綠色空中交通管理技術(shù)。本書所建立的綠色空中交通管理技術(shù)填補(bǔ)了這一空白,是對(duì)傳統(tǒng)空中交通管理技術(shù)研究的重要補(bǔ)充。
綠色空中交通管理技術(shù)涉及空氣動(dòng)力學(xué)、航空氣象學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、信息工程技術(shù)和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、航空排放與噪聲等多個(gè)不同的學(xué)科內(nèi)容,是一個(gè)適度超前、多學(xué)科融合的應(yīng)用型研究方向。
本書共7章。第1章是緒論,簡(jiǎn)要回顧了綠色空中交通管理技術(shù)的歷史發(fā)展,總結(jié)了有關(guān)方面的最新研究成果。第2章全面分析了空中交通對(duì)環(huán)境的影響,包括結(jié)合大氣特性、航空器飛行特性和發(fā)動(dòng)機(jī)特性,研究在飛行剖面不同階段航空器運(yùn)行對(duì)環(huán)境的影響,以及在場(chǎng)面運(yùn)行、終端區(qū)飛行和區(qū)域飛行等飛行階段環(huán)境影響的主要緩解措施。第3章在機(jī)場(chǎng)服務(wù)能力評(píng)估中注入綠色理念和環(huán)境基因,創(chuàng)新性地提出機(jī)場(chǎng)環(huán)境容許空中交通量的定義和確定方法。第4~6章以減小環(huán)境影響為目標(biāo),針對(duì)機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面、終端區(qū)和區(qū)域等不同空域單元建立相應(yīng)的空中交通運(yùn)行優(yōu)化模型。第4章介紹先進(jìn)的綠色場(chǎng)面滑行理念,探討單發(fā)滑行和電子滑行與傳統(tǒng)的全發(fā)滑行在燃油消耗、排放、運(yùn)行流程等方面的不同,并與場(chǎng)面路徑優(yōu)化技術(shù)相結(jié)合,建立以節(jié)能減排為目標(biāo)的多場(chǎng)景場(chǎng)面運(yùn)行優(yōu)化模型。第5章引入擴(kuò)展終端區(qū)概念,聯(lián)合使用改航和進(jìn)場(chǎng)點(diǎn)優(yōu)化分配手段以及CDA進(jìn)場(chǎng)方式,建立了以節(jié)能、減排和降噪為目的的終端區(qū)資源優(yōu)化模型。第6章考慮區(qū)域運(yùn)行中對(duì)環(huán)境影響較大的凝結(jié)尾現(xiàn)象,結(jié)合扇區(qū)飛行沖突探測(cè)與解脫策略,以減輕溫室效應(yīng)、節(jié)能和減排為目的,建立區(qū)域扇區(qū)飛行調(diào)配優(yōu)化模型。第7章是本書的總結(jié),對(duì)綠色空中交通管理技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討和展望。
感謝國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、國(guó)家空管委辦公室、中國(guó)民用航空局、國(guó)際民用航空組織、中國(guó)民用航空局空中交通管理局、南京航空航天大學(xué)等單位,對(duì)本書編寫工作的大力支持。胡明華是作者的博士生導(dǎo)師,長(zhǎng)期關(guān)心和支持作者的工作,對(duì)本書的撰寫提出了很多寶貴的意見。萬(wàn)莉莉在飛行性能分析、葉博嘉在計(jì)算機(jī)仿真、王湛在算法優(yōu)化、李杰在氣象數(shù)據(jù)分析等方面開展了卓有成效的研究工作。感謝南京航空航天大學(xué)的領(lǐng)導(dǎo)和同事們給予的大力支持和幫助。在寫作過程中,我們還引用了大量參考文獻(xiàn),在此一并表示誠(chéng)摯的感謝!
總之,希望本書能對(duì)綠色空中交通管理技術(shù)進(jìn)行比較全面系統(tǒng)的介紹。由于作者水平有限,書中難免有不足之處,敬請(qǐng)讀者諒解和批評(píng)指正。