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.     

基于粗糙集的航路飞行冲突智能解脱系统案例检索方法

针对航路飞行冲突智能解脱中的案例推理问题,提出了基于粗糙集的改进案例检索方法。建立了框架式案例知识系统表达结构,包括19个条件属性变量和1个决策变量。将基于信息熵的全局优化算法和启发式快速约简算法用于属性约简,把17项案例属性检索指标根据天气和军方活动的情况分别简约为4项。依据条件属性对决策属性的影响程度,建立了基于粗糙集属性重要度的指标权重确定方法。通过算例进行计算,将简约前后的案例检索效果进行比较,结果表明一致性达到90%。简约后的属性不仅可以保证较好的检索质量,还能够有效减少检索空间,提高检索速度。     

配对进近飞机对跑道占用时间间隔评估模型

近距平行跑道配对进近是一种对机场跑道容量有极大提升的运行模式。结合单跑道运行方式中飞机跑道占用时间间隔规定的特点,再通过对配对进近运行方式特点的研究,构建出配对进近模式下飞机对跑道占用时间间隔规定的模型,最后通过算例证明模型具有可行性。     

空中交通流量的灰色预测方法应用

空中交通流量的预测方法的研究对我国民航发展具有指导性意义。预测的方法有很多种,空中交通流量的复杂性、非线性和不确定性,可以将灰色预测算法应用到进近空域内的空中交通流量预测。相对于传统线性预测方法,灰色预测可以将目标函数曲线与预测函数曲线更好地进行拟合。     

管道航路激活费用问题优化研究

管道航路能够提高现有空域容量、增加空域的使用效率。但开启和运行该航路比常规航路需要更高的成本。本文根据交通流量需求情况,在航班等待费用和航路运行费用下寻找最合适的激活时刻。建立了最小费用下的管道航路激活问题的数学优化模型,给出了相应算法及步骤,并进行了Matlab仿真计算。仿真结果表明了模型和算法的有效性。     

基于蒙特卡洛仿真的高空尾涡运动特性

飞机在飞行过程中形成的尾涡流场是飞行安全重要影响因素.为研究飞机尾流在12500 m以上高空空域对下方飞机造成的影响,基于尾涡仿真快速计算模型建立了尾涡物理模型,采用蒙特卡洛方法对不同飞行高度处尾涡涡核的下沉高度进行仿真实验,分析了高空与中低空的涡核下沉高度差异性;然后计算不同飞机质量及大气湍流度下的高空尾涡涡核下沉高度,并对高空尾涡涡核下沉高度的影响因素进行分析.研究发现:与中低空相比,高空尾涡涡核下沉高度有所增加,平均增量为42.4～49.7 m;减小飞机质量可以降低垂直高度上的尾涡影响范围;当涡流耗散率超过1.2×10-4 m2/s3后,高空尾涡涡核下沉高度的变化较为缓慢.研究结果为高空尾流垂直间隔缩减研究提供参考.     

基于改进遗传算法的航空器载重平衡

为优化研究航空公司所遇到的飞机载重平衡问题,建立了以业载量最大和重心偏移量最小的多目标载重平衡模型,考虑了单舱位限重、多舱位限重、重心限制等约束,运用遗传算法对模型求解,为加快算法寻优能力和加快收敛速度,在普通遗传算法的基础上添加了进化逆转操作算子。最后运用波音757-200F作仿真优化实例,计算结果显示业载量平均可达21 281kg,重心偏移量平均为2.31%MAC,验证了模型的有效性和合理性。     

停机位分配的多商品网络流模型及离散粒子群算法

本文建立了停机位分配的多商品网络流模型,并以航空器总场面运行时间最小为目标,建立数学模型。将机场场面分为若干区域,建立区域—机位两级分配策略,以降低问题规模。设置机位外等待时间,以省去区域容量相关约束。在传统粒子群算法的基础上,设计离散粒子群算法,对模型进行求解。选取乌鲁木齐机场某日240架航班和109个机位进行实验,证明了与现有研究中的典型模型相比,多商品网络流模型能使运算时间减少10.1%,并能达到与典型模型相同的精度。全空域和机场模型(total airspace and airport modeller, TAAM)仿真结果表明,和现行机位分配方案相比,多商品网络流模型的机位分配结果能使航空器的场面调配运行时间减少7.49%,延误时间减少8.87%。算例结果进一步表明,提高机场场面运行效率的关键在于均衡航班的进离港滑行距离,同时避免停机位密集分布。     

基于实时视线跟踪的管制员冲突解脱策略

为了系统性的探究管制员在进行冲突解脱过程中的眼动行为,利用雷达模拟机模拟天津机场在进近过程中的真实管制场景,首先将进行高度穿越的航空器标牌、航向、标牌及航向分别标为兴趣区,探究在进行高度穿越时管制员所主要关注的区域;之后将发生冲突时所有管制员所要关注的区域设为兴趣区,探究冲突相关航空器之间的眼动行为以及冲突相关航空器与其他航空器之间的眼动特征。实验结果表明管制员在指挥飞机时主要通过航空器的标牌信息进行信息获取,在解决冲突的过程中,其注意力不仅仅集中于冲突区域,还会将相当一部分注意力分配到已切四边或五边以及距离冲突区域较近的航空器。     

空中高速路匝口流量控制

空中高速路系统有助于缓解日益严重的空中交通拥挤问题.从空中高速路及其匝口的基本概念入手,基于元胞传输理论建立了空中高速路匝口流量控制模型,通过对模型进行仿真求解,建立匝口元胞连接图,得到系统最短时间、系统清空时间、最优匝口流量分布等,结果表明:该模型既能够满足空中高速路匝口流量控制建模的需要,又能反映空中高速路系统中交通流的动态特性.