基于视频图像处理的机场航空器冲突检测

 针对场面监视雷达成本较高、不适用于流量较小的中小机场等问题, 采用多摄像机对机场场面航空器进行动态跟踪, 采用图像边缘检测和形态学处理方法对目标进行识别, 跟踪和提取航空器的飞行轨迹并分析其位置和速度参数, 提出了运动目标跟踪算法和基于DCPA 和TCPA 的滑行冲突检测模型, 开发了基于视频图像处理的机场航空器冲突检测原型系统, 并应用于西南某通航机场。实验表明, 视频图像处理技术和冲突检测模型可用于中小机场的航空器识别和冲突检测, 提高机场安全运行水平。     

A*算法的场面滑行动态规划方法

针对大型繁忙机场交通冲突频发、起飞延误等问题,在战略和战术层面分别对机场场面滑行路径规划方法展开研究。简化了机场路网结构,将滑行路径规划与进离场序列结合,建立了航空器总体滑行耗时最短,延误最少的动态优化模型。在比较了流行的机场滑行路经规划算法基础上,从战术规划的角度提出了一种新的基于A~*算法的场面滑行动态规划方法和冲突解脱策略。案例仿真结果表明该方法可以快速有效的减少航空器总体滑行时间和解决滑行冲突,实现机场场面运行效率提升和机场运营的自动化。     

侧向跑道机场滑行路径优化

为了缓解机场场面交通拥挤状况,提高侧向跑道机场场面运行效率,构建了侧向跑道机场航空器滑行路径优化模型.该模型以航空器加权滑行时间和延误等待时间最小为目标,提出了动态优化航班的优先级的优化方案.将航空器的运行规则转化为相应的数学约束条件,根据侧向跑道机场的滑行道调度问题进行算法设计,运用改进的遗传算法对模型进行求解,以航空器的优先级滑行序列和航空器滑行路径为染色体,基于MATLAB对双链染色体进行编码,并对4种滑行冲突与解脱进行分析.以成都天府国际机场为例进行算例分析,与先到先服务序列进行对比,采用优化方案的序列可以节省42 s,并与蚁群算法进行比对,验证了改进的遗传算法的有效性,可以为繁忙机场的滑行调度提供决策支持.     

基于滚动模糊时间窗的场面动态路径规划

为了减少机场场面滑行冲突,提高机场运行效率,提出了一种基于模糊规则系统的滚动模糊时间窗算法。首先构建机场滑行时间预测模型,其次将滚动时间窗和模糊时间窗算法相结合,对滑行路径进行动态优化,最后结合机场地面滑行数据进行检验,结果表明,地面延误降低了9%-17%,地面冲突减少了10%-18%,说明该方法能够有效提高机场地面运行效率。     

基于D*算法的场面滑行动态规划研究

研究了机场场面滑行路径动态规划问题.基于三种滑行冲突约束,建立了使航班总体滑行时间最短的动态优化模型.改进了传统的D*算法,提出了基于时间权值的冲突预测和代价修正函数.案例计算相比Dijkstra算法得到的结果减少了203s,有效减少总滑行时间,提高场面运行效率.该算法不仅可以用于滑行路径的初始规划,也适用于场面实时滑行引导的实施.     

基于跑滑系统约束的航空器滑行跟踪算法

为解决大型机场场面易冲突的问题,研究了将基于跑滑系统和管制约束的变结构多模型算法应用于机场场面目标的跟踪.本文首先建立了复杂跑滑结构下的数学建模方法、跑滑结构约束下跟踪状态修正方法和基于管制指令约束的航空器与跑滑系统的自适应匹配方法.与传统场面目标跟踪不同,本文利用跑滑系统和管制指令约束的最大后验概率估计来激活和终止模型集,进而解决机场场面航空器跟踪过程中模型集切换和路段匹配问题.基于上述方法,本文通过结合最大后验概率估计提出了一种新的交互式多模型算法,改善了场面目标的跟踪性能.仿真结果表明:与交互式多模型算法和变结构交互式多模型算法相比,本文所提出的方法能有效地跟踪机场场面目标,显著提高了跟踪精度.     

基于多智能体系统的飞机滑行路径规划

为解决先进场面活动引导与控制系统中的飞机滑行初始路径规划问题,提出一种基于多智能体系统(multi-agent system, MAS)仿真的方法实现飞机在场面上任意起始点到目的地的最短路径规划.首先,针对传统的有向图模型对机场场面运行刻画不足的问题,提出滑行资源图模型对机场控制区进行建模,既能对机场控制区进行高效建模又使模型不过于复杂.其次,设计最短路径规划多智能体系统,通过飞机Agent在资源节点Agent的繁殖能力与对资源的独占属性限制,实现对资源节点遍历并同时又保证每个节点最多被访问一次;最后,利用Anylogic实现机场场面初始路径规划多智能体仿真系统开发.仿真结果表明,设计的多智能体系统不但能快速计算出最短路径,且路径规划过程直观可视,算法复杂度与Dijkstra算法相同,满足初始路径规划要求.     

SMS中基于冲突探测的滑行道轨迹预测算法研究

本文研究了机场场面管理系统中的重要环节——滑行道轨迹预测算法.首先研究了滑行道路段基于冲突探测的滑行花销问题,建立了滑行道动态花销模型;然后基于冲突探测和场面资源的动态花销提出了场面交通事件触发的A*轨迹预测算法以及全局Floyd轨迹预测算法.对这两种算法进行仿真的结果表明,基于事件触发的A*算法在场面交通不太拥挤的条件下适用,全局Floyd算法适合场面交通拥挤的情况;最后,通过比较和分析,提出了将两者结合的思想.算法具有很强的可扩展性,能够为机场流量管理提供科学的指导.     

基于Q学习的管制员Agent学习行为研究

管制员Agent是空中交通运行仿真系统中的核心部分,为了提高其知识库的完备程度,做到空中交通的精确仿真,可以考虑将机器学习理论引入管制员Agent模型.研究了相关机器学习算法,提出管制员Agent的个体机器学习行为,选择Q学习算法对管制员Agent的学习行为进行建模,使管制员Agent能在空中交通运行仿真中取得最优策略,完善自身冲突解脱知识库的不足.仿真结果证明了管制员Agent学习行为的合理性.     

基于Petri网军民共用停机坪运行仿真与分析

为解决军民用停机坪运行冲突问题,通过分析军用飞机与民用飞机共同使用机坪及其附近区域的滑行规则,基于模块化建模思想,建立基于停机坪区域的分层赋时着色petri网模型。提出冲突点选择避让机制,设计运行模型控制器,将场面运行控制知识与模块的库所和变迁集成,增强模型的智能决策能力,基于CPN Tools软件平台实现模块化建模。结果表明,采用规则的算法模型能有效减少军用飞机与民用飞机冲突,实现冲突解脱控制,验证了模型的有效性,保证军民用飞机高效、有序运行。     

The Application of Constraint Satisfaction Technique in Conflict Detection and Resolution

The conflict detection and resolution in collaborative design is a key issue to maintain multidisciplinary design consistency,This paper proposes a new method for conflict detection and resolution based on constraint satisfaction technique.The representation of design constraint,the interval arithmetic of the constraint satisfaction problem CSP and the conflict resolution strategy based on constraint relaxation and adjustment are introduced.A constraint-satisfaction based conflict detection and resolution tool CSCDR is then developed.It can help collaborative designers to detect and resolve the conflicts in time in the early stage of the design process so that the unnecessary design iteration and repeated negotiation are avoided and the design efficiency is then much improved.A design case illustrates the effectiveness of CSCDR.     

基于量子遗传算法的无人机冲突解脱方法

飞行冲突解脱对于无人机飞行安全至关重要,遗传算法(genetic algorithm, GA)在解决无人机冲突解脱时存在求解速度慢、产生的延误距离较大等缺点,针对这些缺点,提出一种基于量子遗传算法(quantum genetic algorithm, QGA)的无人机冲突解脱方法。该方法采用了量子比特编码,设计加入了延误指数函数强制优化策略和变航向优化策略,通过利用量子旋转门实现个体的演化,并在延误距离、冲突解脱航迹等多方面与遗传算法进行了对比实验。仿真实验结果表明,该方法与遗传算法相比,求解速度更快,解的质量更高,所得解脱航迹更平滑,能获得较小的飞行延误,在无人机冲突解脱方面具有有效性和良好的应用价值。     

Conflict resolution based on collaborative design of grid services

To the issues of low efficiency of conflict resolution method in collaborative design, we proposed a method, which is conflict resolution about collaborative design based on grid services.It uses the grid services from the current design points, uses the method of retrospective thinking to find the conflict point by detecting, and then uses the corresponding method to resolve the conflict point according to the conflict characteristic, after that carried on the conflict detection again. If there is still the conflict, resolve the conflict point again, until the conflict no longer exists. This method combines various traditional resolution methods, makes full use of the grid idle high-performance large-scale sharing resources. With this method the collaborative design conflict resolution cost reduced and the conflict resolution efficiency was raised. And then the problem which is not handled completely was then solved, so that the conflict resolution Quality was guaranteed.     

基于改进粒子群算法的飞行器冲突解脱方法研究

冲突解脱要求飞行器采用一种有效的方法来满足工作环境的限制。针对飞行器在多障碍环境下的冲突解脱问题,提出一种能够满足限制条件的改进粒子群算法(PSO)对冲突进行解脱。所提出的新算法(DARPSO)相对于经典粒子群算法有2个优点:第一,考虑了障碍对寻优过程的影响;第二,具有跳出局部极小的能力。仿真实验结果显示,所提出算法的优化效果要优于标准粒子群算法。将改进后的算法应用到飞行器冲突解脱过程中并进行仿真,结果表明,所提出的算法能够有效地指导飞行器躲避障碍,完成冲突解脱。     

空中交通控制的冲突探测算法

针对快速增长的空中交通流量和空中飞行安全的要求,给出了一种综合改进的冲突探测算法,该算法综合了确定型冲突探测方法和概率型冲突探测方法在工程应用中的优点,考虑了空管规则和简单的过滤算法,引入了持续探测方法。综合改进的冲突探测算法对即将发生冲突的飞机对提前做出预测和报警,减轻管制员工作负担,从而避免冲突的发生,确保飞行安全。最后,结合中国某国际机场的实际数据,利用该算法对实际空域进行实时冲突探测,取得较好的效果。     

基于Multi-Agent协商的虚拟企业冲突消解

在虚拟企业中，冲突是多作用体系统（MAS）作用体间交互行为的基本特征之一，而协商是冲突消解的关键环节．本文利用偏好和优先级以及层次分析法从定量和定性2个方面分析了各成员Agent的方案，从而选定最优方案与盟主Agent达成协议．     

改进型二叉树形冲突分解隔离算法研究

 提出了一种改进型的二叉树形冲突分解隔离算法,对随机争用多址访问系统中的冲突分解进行了研究,且尝试将此算法应用于Adhoc网络,并给出了改进型隔离算法的冲突分解平均时隙数和系统吞吐量的解析式,其结果与计算机仿真实验相吻合.     

关系数据库中分布式大数据的集成冲突消解算法

针对现有关系数据库中分布式大数据集成冲突消解研究的不足,提出一种新的集成冲突消解算法。依据关系数据库中分布式大数据的集成过程对冲突进行分类,将其划分成语义冲突、模式冲突以及实例冲突。针对语义冲突,通过句法融合、逻辑树融合和频率融合法实现冲突消解。通过属性有向图对关系数据库中模式数据和实例数据的属性进行描述。从属性关系参与分布式大数据集成冲突的状态分析,通过关系的权重值对属性关系的重要程度进行量化处理。通过有向图全部关系的权重和对所有属性有向图的重要程度进行描述。综合分析冲突数与权重定义代价函数,在此基础上给出关系数据库分布式大数据集成冲突消解详细过程。实验结果表明,所提算法冲突识别和消解性能高。     

变p值二叉树形冲突分解算法分析

 提出了一种二叉树形冲突分解的改进算法,通过对随机争用多址访问系统中的信息分组冲突分解的研究,给出了冲突信息分组平均分解次数的解析式和系统吞吐量的解析式,仿真实验表明,仿真实现结果与理论值相吻合.