基于改进灰色关联投影法的无人机避让优先运行策略

针对未来混合空域中多种航空器共同执行任务而可能出现飞行避让安全问题,提出了一种基于组合赋权改进灰色关联投影法的无人机避让优先运行策略。首先,从空域管理、航空法规、风险评估等角度分析影响避让过程的因素,构建无人机避让评价指标体系;其次,利用层次分析法和粗糙熵法进行主客观赋权,由合作博弈方法构建离差和最小目标优化函数将主客观权重融合确定最终权重,克服主观赋权随意性和客观赋权过分依赖数据的弊端;随后,利用优劣解距离法(TOPSIS)与灰色关联投影法的融合算法对无人机避让对象进行综合评价,从而获取无人机优先避让运行策略;最后,将融合算法与TOPSIS算法进行对比。结果表明,较于TOPSIS法,所提融合算法获取策略与空域运行实践相符且灵敏度提高了17.08%。因此,新算法避免了单一算法的数据丢失现象,提高了获取策略的准确性,可为混合空域的无人机运行策略获取提供新思路。     

基于多因素融合建模下无人机航行环境评估方法

当前无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)任务路径的研究已日益广泛。现实环境中执飞空域将由多机种多机型共同参与,针对无人机间,以及与载人运输机间的航行环境分析及空域密度评估,还处于研究初级阶段。为正确分析大型无人机在复杂区域内执行任务对航行环境的影响,综合考虑尺寸与性能数据、空域结构、空中交通服务和飞行技术安全等因素,首次建立多种因素融合下的无人机航行环境评估模型,并获取量化评估结果。计算结果表明:通过分析模型计算得出航空器间最小距离,可为制定航路航线间隔,判断空域密度等问题提供数据参考。为未来低空空域开放,实现载人运输机和无人机安全、协同飞行创造条件。     

基于复杂网络理论的飞行冲突关键点识别

针对目前空域内航空器防相撞风险骤增,飞行安全态势不容乐观的现状,现有的飞行冲突探测方法难以把握如此复杂的空中冲突态势,不利于航空管制员对空域的飞行安全态势情况进行准确掌控。提出一种基于复杂网络理论的飞行冲突关键点识别方法。首先基于航空器机载防相撞系统（ACAS）保护区模型构建飞行冲突态势网络模型,在此基础上,采用复杂网络理论中的节点度中心性、接近中心性以及PageRank指标结合AHP方法对空域飞行冲突态势网络中所有节点的冲突等级进行评估,找出威胁等级较高的关键航空器及关键位置。仿真结果表明,通过建立飞行冲突态势网络可以合理划分空域内的安全态势等级,同时根据复杂网络节点重要度评价指标能够对存在严重冲突安全威胁的航空器进行有效识别,协助航空管制员全面掌握空域内飞行安全态势。     

基于博弈策略的双无人机冲突解脱方法

针对无人机在空域飞行时完成冲突解脱所存在的消耗时间长、绕飞距离严重、机动次数多等问题,在2架无人机发生冲突的条件下,基于博弈论的知识,提出一种双无人机冲突解脱方法。首先,依据2架无人机的运动模型建立冲突探测模型,求出达到最小距离的时间公式,根据此公式反解出2架无人机改变的速度或航向值;其次,将鹰鸽博弈与贝叶斯博弈结合,以期望效用分析适合双方的解脱策略;最后,完成解脱后为减小航迹偏离等情况,无人机执行恢复策略恢复至初始状态。结果表明,与单机解脱相比,在解脱时间、绕飞距离、总飞行时间及总飞行距离方面的效果都有所改善。改进后的探测模型不仅能迅速计算出解脱策略改变值,而且在引入博弈策略后冲突双方可根据自身最大效益选择解脱策略,解决冲突解脱问题的方法简单有效,可以保证无人机在空域内发生冲突时能快速解脱。     

基于改进马尔可夫决策过程模型的多机协同航路规划研究

该文针对多无人机在复杂环境下执行作战任务易受环境威胁影响的问题,提出一种基于改进马尔可夫决策过程模型的多无人机航路规划算法。利用离散化雷达威胁信息,设计多无人机作战环境与状态空间数目;将目标点方位空间离散化,进而合理分配状态转移概率;将雷达威胁与马尔可夫决策过程模型相结合,在无模型均匀结构的报酬函数基础上引入非均匀结构雷达威胁模型,建立改进马尔可夫决策过程模型执行策略搜索,为多无人机进行飞行航路规划。仿真结果表明,该方法不仅能为多无人机快速规划出合理有效的飞行路径,还使得多无人机航路威胁代价和综合代价降低了25%,保障在复杂战场态势下无人机高效执行任务的安全性。     

多无人机协同机场驱鸟任务分配

为解决传统机场驱鸟效率不高的问题,将多无人机协同技术引入该领域,基于自创的“伏击法”的驱鸟策略完成任务规划建模,并设计了一种基于遗传算法的任务分配方法。分别引入了推理树分析法和模糊逻辑分析法对参数进行优化选择,评价鸟击威胁和无人机拦截效率这两个任务规划的前置条件。设计了多个约束条件以保证任务规划的实际效果,并基于比例导引制导律对无人机执行任务时间进行估计。仿真实例表明,该方法在多个约束条件和同时面临多个鸟类目标的条件下,能有效完成多无人机协同驱鸟任务分配工作。     

基于时间-空间的进场航迹聚类分析

空中交通管制的核心任务是保证飞行安全,提高航班的运行效率。在航空器进场过程中,很多因素会导致航空器不能严格按照计划航线飞行。由于传统的航迹聚类分析没有将航空器进场飞行当作一个过程来考虑,缺乏时间信息,为了更加符合实际运行情况,本文采用时间窗、空间聚类的方法,合理地提取出了航空器在进场飞行过程中每一分钟的标准中心航迹。然后采用双调和样条插值法计算出了在整个空域内航班进场过程的航迹分布概率。实验表明,此方法快速有效,更加符合管制指挥的实际情况。     

改进的层次分析法在煤与瓦斯突出危险等级预测中的应用

为了更合理地确定影响煤与瓦斯突出因素的权重,在层次分析法判断矩阵的构造上,论文主要用三标度法对传统的九标度法进行改进。利用改进的层次分析法确定影响煤与瓦斯突出各因素的权重,用隶属度构造了单因素模糊判别矩阵,用模糊综合评判建立了预测煤与瓦斯突出的多种模型,并且进行了二级模糊综合评判。将改进的层次分析法和二级模糊综合评判结合起来应用于煤与瓦斯突出危险等级预测中。对神仙坡等煤矿的多个工作面进行了煤与瓦斯突出危险等级预测。结果表明,利用改进的层次分析法——二级模糊综合评判预测煤与瓦斯突出等级是合理可行的,可以较准确地进行等级预测。     

偏航极值分析下的UAV航迹保护区设计研究

小型无人航空器(UAV)目前广泛采用自主导航的形式执行任务。该文整合UAV作业公司任务数据并通过计算机成像,绘制历史轨迹所覆盖的区域进行图片数字化分析,使用汽泡算法进行计算机代码编辑并计算,确定轨迹和预定线路之间的最大偏离。首次定义了UAV航迹保护区的基本概念和产生因素,并使用最大偏航距离结合ICAO8168规章,计算得出当前导航精度下的UAV航迹保护区设计规范,运用获取的设计规范进行实际试飞验证。验证结果表明,UAV航迹保护区的使用,可使多架次无人机同时升空,增加单位空域内任务飞行器的数量,缩短任务总执行时间,从而实现安全管控的目的。     

基于弹道下降方式的无人机风险评估与航路规划

针对无人机系统失效后对地面人员及财产安全的威胁,提出了一种基于弹道下降方式下的无人机风险评估及航路规划方法。分析了无人机失效后的下降特点及规律,采用栅格法划分空域环境,以地面不同属性构建低空空域环境风险评估模型。结合无人机飞行的风险值、路径长度和空域情况,建立了多目标、多约束的无人机飞行航路规划模型。利用改进蚁群算法进行求解：优化转移概率,避免蚂蚁陷入死区间和减少盲目搜索;对信息素的更新进行改进,调整自适应系数增强最优路径的信息素浓度,提高算法收敛速度与稳定性。相比传统蚁群算法的路径规划,运行时间缩短6.7%、最优路径风险值降低41.45%、整体性能提高18.0%。仿真结果表明：本文模型及改进算法可以在提高路径安全性的前提下,缩短规划路径生成时间且保障运行的经济性。     

基于灰色聚类的大面积航班延误的延误程度评估

为准确评估大面积航班延误的延误程度,分析了空中交通网络中大面积航班延误的形成过程,在分析人、机、环、管等影响大面积航班延误程度的因素的基础上,选取能表征大面积航班延误程度的节点、航线、到达关联节点指标.基于空中交通网络流系统建立了大面积航班延误程度评估的指标体系.利用层次分析法和熵理论方法,组合赋权确定各指标权重.建立了评估大面积航班延误程度的灰色综合聚类评估模型.选取2019年某发生大面积航班延误的空域进行航班延误程度评估.算例分析结果表明:运用该模型所评估的发生大面积航班延误的空域的延误程度与实际情况相符.     

基于FAHP-TOPSIS的服务型企业供应商评价

针对服务型企业在选择供应商的过程中采用模糊层次分析法(FAHP)存在主观性过强、计算量过大等问题,提出了模糊层次分析法与理想点法相结合的评价方法,即建立合理的服务型企业供应商评价指标体系,运用三角模糊层次分析法(TFAHP)对各评价指标体系进行权重求解,然后利用理想点法(TOPSIS)得到的标准化矩阵与三角模糊层次分析法得到的各指标权重相结合计算出加权标准化矩阵,最后通过对理想点的贴近程度对各供应商的综合能力进行排序。结果表明:该方法能够有效地减少供应商评价中主观因素的影响,降低其计算难度,通过实际案例分析,验证了FAHP-TOPSIS结合法能够为服务型企业提供较有针对性的供应商选择策略,具有较好的实际应用价值。     

战略实施与控制中的不确定性指标评价方法

为了强化战略管理理论中战略实施与控制的科学性,针对常见战略实施过程的特点,尤其是具有模糊性质的复杂战略实施过程,通过Bossel标准、Delphi法、层次分析(AHP)以及分别引入隶属函数、Hamming距离和灰类白化函数等方法,对战略实施过程的指标量化、指标权重确立和战略实施过程中状态判定的定量分析方法进行研究,实现了利用隶属度向量、属性测度、聚类系数等数据结果解读战略实施中的阶段性评价问题的方法。结果表明:该文方法丰富和完善了战略管理理论,在一定程度上满足了国内外经济社会发展所涉及的领域对战略实施中动态调整与战略实施控制的方法需求。     

模糊综合评判在晚熟玉米杂交种评价中的应用

晚熟玉米杂交种的品种特性具有一定的模糊性.基于模糊数学理论,对玉米品种特性的模糊性进行数学分析,利用"隶属度"的渐进性建立数学模型.通过选用恰当的隶属函数对评价因素进行描述,并根据层次分析法确定各评价因素的权重,运用模糊综合评判方法,建立了一个合理、有效的晚熟玉米杂交种的评价模型,为玉米品种的选择和鉴定工作提供了理论依据和数学方法.     

面向城市超低空物流场景的最小风险路径规划算法

随着城市超低空物流运输场景的迅速发展,无人机路径规划的安全性显得尤为重要,针对现有路径规划算法无法满足超低空物流运输无人机在密集障碍物场景下进行安全轨迹规划的问题,本文基于A*算法,将三维环境依据飞行高度划分为多个高度层,以规划风险最小轨迹为目标,从时间、风险两个维度对A*算法的成本估计函数进行重构,从而提出面向城市超低空物流场景的最小危险路径规划算法。仿真实验一表明,本文提出的最小风险路径规划算法在3种不同城市场景,15种不同运行环境中,相比于传统轨迹规划算法,规划得到的路径安全距离平均增加60%,安全性显著提高;本文也将该算法应用于多无人机多高度层的复杂城市场景中,实验结果表明,本文提出的最小风险路径规划算法在兼顾航程的同时可以为多架无人机规划安全性更高的路径;在实验三中运用蒙特卡洛法证明本文算法在路径规划算法中的可靠性与鲁棒性,为城市超低空物流场景提供了安全性更高的路径规划方法。     

随机模拟法在仿真航班计划生成中的应用

针对空域容量评估工作对仿真航班计划的要求,以航班计划的流量分布统计特征为约束条件,建立数学模型,采用随机模拟法作为求解该问题的方法。经过多次仿真,并对仿真结果进行分析,分析结果表明：随机模拟法解决复杂的、不确定性问题的优势,可以快速有效地解决仿真航班计划生成问题,生成的仿真航班计划各项流量统计特征均能满足要求,生成仿真航班计划的方法具有很强的稳定性和实用性。