Identificación de Patrones Espacio-Temporales del Flujo de Tráfico y Sus Factores Meteorológicos Asociados: Un Estudio de Caso en el Espacio Aéreo Terminal de Hong Kong
Autores: Zhang, Weining; Pan, Weijun; Zhu, Xinping; Yang, Changqi; Du, Jinghan; Yin, Jianan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Identificación de Patrones Espacio-Temporales del Flujo de Tráfico y Sus Factores Meteorológicos Asociados: Un Estudio de Caso en el Espacio Aéreo Terminal de Hong Kong
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Marco basado en datos
Factores meteorológicos
Flujo de tráfico aéreo
Estructura de trayectoria
Minería de reglas de asociación
Patrones espaciotemporales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, se presenta un marco basado en datos destinado a investigar cómo los factores meteorológicos afectan los patrones espaciotemporales del flujo de tráfico aéreo en el área de maniobras terminal (TMA). El marco consiste principalmente en tres módulos centrales, a saber, caracterización de la estructura de trayectoria, reconocimiento de patrones de flujo y minería de reglas de asociación. Para caracterizar completamente la estructura de la trayectoria, se extraen secuencialmente trayectorias anormales y operaciones típicas basadas en una red autoencoder profunda con dos funciones de pérdida diseñadas especialmente. Luego, utilizando estos elementos extraídos como componentes básicos para construir y agrupar descripciones de la estructura del espacio aéreo a nivel horario, se pueden reconocer los patrones espaciotemporales del flujo de tráfico aéreo. Finalmente, se aplica la técnica de minería de reglas de asociación para encontrar conjuntos de factores meteorológicos que a menudo aparecen juntos con cada patrón de flujo. Se demuestra un análisis experimental en dos meses de trayectorias de vuelos de llegada en el Aeropuerto Internacional de Hong Kong (HKIA). Los resultados muestran claramente que el marco propuesto captura efectivamente anomalías espaciales, estructuras de trayectoria detalladas y patrones de flujo representativos. Más importante aún, también revela que esos patrones de flujo con comportamientos no conformes resultan de interacciones complejas de varios factores meteorológicos. Los hallazgos proporcionan valiosas ideas sobre las relaciones causales entre los factores meteorológicos y los cambios en los patrones de flujo, mejorando en gran medida la conciencia situacional de la TMA.
Descripción
En este artículo, se presenta un marco basado en datos destinado a investigar cómo los factores meteorológicos afectan los patrones espaciotemporales del flujo de tráfico aéreo en el área de maniobras terminal (TMA). El marco consiste principalmente en tres módulos centrales, a saber, caracterización de la estructura de trayectoria, reconocimiento de patrones de flujo y minería de reglas de asociación. Para caracterizar completamente la estructura de la trayectoria, se extraen secuencialmente trayectorias anormales y operaciones típicas basadas en una red autoencoder profunda con dos funciones de pérdida diseñadas especialmente. Luego, utilizando estos elementos extraídos como componentes básicos para construir y agrupar descripciones de la estructura del espacio aéreo a nivel horario, se pueden reconocer los patrones espaciotemporales del flujo de tráfico aéreo. Finalmente, se aplica la técnica de minería de reglas de asociación para encontrar conjuntos de factores meteorológicos que a menudo aparecen juntos con cada patrón de flujo. Se demuestra un análisis experimental en dos meses de trayectorias de vuelos de llegada en el Aeropuerto Internacional de Hong Kong (HKIA). Los resultados muestran claramente que el marco propuesto captura efectivamente anomalías espaciales, estructuras de trayectoria detalladas y patrones de flujo representativos. Más importante aún, también revela que esos patrones de flujo con comportamientos no conformes resultan de interacciones complejas de varios factores meteorológicos. Los hallazgos proporcionan valiosas ideas sobre las relaciones causales entre los factores meteorológicos y los cambios en los patrones de flujo, mejorando en gran medida la conciencia situacional de la TMA.