终端区飞行冲突探测与解脱研究

admin · 发表于昨天 10:04

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随着我国空中交通流量的快速增长，空域拥挤、航班延误等现象日渐增加，特别是北京、上海、广州等繁忙终端区的流量瓶颈题目更加突出。目前我国终端区主要依靠管制员经验保持航空器间飞行间隔，这种单纯依靠人工处理的管制方法效率低，处理能力有限，在管制任务超负荷的情况下，甚至可能危及飞行安全。因此，研制终端区空管辅助决策系统，对于提高终端区的运行效率，保障飞行安全，实现空中交通管制现代化、自动化具有重要的现实意义。本文重点研究了终端区空管辅助决策系统中的冲突探测与解脱等关键技术。飞行冲突探测是飞行冲突解脱的前提。本文针对传统概率探测法难以适用于终端区飞行管制的题目，完善了基于滤波技术的冲突探测离散概率模型，选取UPF粒子滤波对航迹进行预测，并利用离散的粒子计算冲突概率值。飞行冲突解脱主要研究了三种不同情况的冲突解脱算法。针对终端区飞机间安全间隔保持与起降飞机高效调度的需求，本文将冲突解脱与进港排序相结合，建立了双目标优化模型，分别以时间差最小和总损失最小（由解脱机动策略引起）为目标函数，并利用分层遗传算法对模型进行求解，仿真结果表明结合进港排序的终端区冲突解脱优化算法可以保证终端区飞行安全，提高运行效率，减少消耗损失。针对曲线航路上飞行冲突解脱题目，本文引入了投影算法对几何解脱方法进行改进，解决了曲线航路上飞机间隔安全保持的题目，提前了解脱开始时间，使飞机有更充足的时间进行解脱，减少了机动变化量，可有效降低消耗成本。针对飞机与飞行约束区的冲突题目，本文建立了飞机与飞行约束区解脱优化模型，运用等效圆替换飞行约束区，将此题目转化为两架飞机间的冲突解脱题目，应用几何解脱法实现题目求解。本文提出了终端区动态飞行冲突解脱的实现流程，设计并开发了终端区飞行冲突探测与解脱辅助决策仿真演示系统，并以广州白云机场为仿真场景，对飞行冲突探测与解脱方法进行仿真验证。结果显示，该系统能够有效地解决终端区的飞行冲突题目，在保障飞行安全的同时提高飞行冲突解脱效率。

终端区飞行冲突探测与解脱研究

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