基于航班到达时间窗约束的空域资源分配问题

为解决拥挤空域的资源分配问题,针对航班对计划到达时间变动范围的接受程度不同,定义了航班的延误成本函数,建立了一个基于航班有限到达时间窗的0-1整数规划模型,实现空域资源的最优分配,并开发了以匈牙利算法为核心的程序用于模型求解.以某机场运行数据为例进行仿真实验,结果表明,本文模型的最优解较先到先服务策略(FCFS)的分配结果能降低航班延误成本116％,并且其分配方案能满足每个航班可接受的到达时间窗约束.     

基于管型空域配置的交通复杂性管理

空域的动态配置能力将为空中交通管理提供异质的空域框架,主动适应空中交通增长的复杂特性。管型空域是在繁忙区域中建立的低交通阻抗通道,是实现空域动态配置能力的重要途径和主要研究方向。就转变的空域/交通适应性关系分析了配置管型空域的必要性,分别建立了基本型管型空域模型与增强型管型空域模型。采用基于连携性的交通复杂性测度指标作为空域性能的评价基础,相比无约束的运行空域,管型空域可在维持相同流量的条件下显著降低空中交通的复杂性。针对两类管型空域模型,讨论了基于流调配的交通复杂性管理策略。多向管型空域中各单向管型空域的交通特征显著分化,因此,相应的交通复杂性管理策略须建立在对各管运行情况细致分析的基础上,才能实现交通吞吐量与其复杂性间的最佳权衡。     

协作运营冲突协调模型与求解方案

从冲突协调角度,研究分布式自治实体之间的资源调度不一致问题.首先界定协作单元、协作运营、协作运营网络和协作运营冲突概念,分析协作运营冲突的表现形式及其本质特征;从资源约束入手,建立协作运营冲突协调概念模型,包括协作运营计划、资源约束、冲突协调策略和额外成本四要素;从"社会福利"角度构建协作运营冲突协调数学模型,提出基于"效用转移"的模型求解方案.     

基于速度障碍法的无人机避障与航迹恢复策略

针对在融合空域内,面临复杂障碍物时无人机飞行冲突解脱和航迹恢复问题,在速度障碍法的基础上提出了一种几何优化方法,并对这个问题进行了严格的数学描述。首先，根据无人机与障碍物之间的相对位置和速度关系,基于航迹预推模型确定其冲突类型,以及是否满足各解脱策略的条件。然后，选取相应的解脱策略。待冲突解脱完成后,无人机恢复至原飞行航线。之后，通过几何分析与理论推导证明该模型能够有效解决飞行冲突,并且给出了具体的冲突解脱和航迹恢复的时间。最后，在仿真中,所提方法根据不同场景自主选择冲突解脱策略,结果显示该方法简单高效。     

基于单偏馈抛物面天线空域极化特性的最佳波束宽度研究

先给出偏馈抛物面天线远场的主极化和交叉极化分量的理论推导,得出其空域极化特性是焦径比和偏馈角的函数。根据实际单偏馈抛物面天线设计中的约束合理设定了天线模型的参数,然后利用专业软件对天线的空域极化特性进行了仿真分析。从大量仿真实验结果中总结了单偏馈抛物面反射天线空域极化特性随着方位角、俯仰角、偏馈角、焦径比改变的变化规律,在此基础上提出了天线空域极化特性处理的最佳波束宽度的概念并给出天线空域极化特性在最佳波束宽度内的变化规律。     

时域宽带矩阵空域滤波器设计方法

提出了一种基于FIR滤波器的时域宽带矩阵空域滤波器设计方法.首先,采用窄带矩阵空域滤波器优化设计方法,设计对应工作频带内各子带的恒定扇区响应空域滤波加权矩阵集.应用该矩阵集元素重构N个宽带基阵加权向量集,设计对应的N个恒定响应空域宽带FIR滤波器,进而构成时域宽带矩阵空域滤波器.该方法实现了对阵元接收宽带数据的时域矩阵空域预滤波,提高了系统的实时信号处理能力.计算机仿真和实验数据处理结果验证方法的有效性.     

多目标选择性拆卸序列优化问题的分散搜索算法

针对多资源约束下顺序依赖的选择性拆卸序列优化问题,建立以最大拆卸收益和最小拆卸时间为优化目标的多目标数学模型,提出了一种多目标分散搜索优化算法进行求解.该算法针对本文问题的特点设计了一种保持足够多样性的初始解生成方法,满足拆卸优先关系的交叉组合算子以及改进的参考集更新策略.为了进一步提高解的质量设计了一种局域搜索策略,并利用外部存档方法存放pareto解集.应用多组实例进行计算实验,并与其他求解该问题的算法进行比较,实验结果表明本文算法优于对比算法,证明本文模型和算法求解本类问题有效.     

基于遗传算法的一类武器目标分配方法研究

针对联合作战的武器目标分配问题,建立了资源受限条件下的多组武器目标分配数学模型,并研究了用遗传算法求解模型的方法.该遗传算法通过设计一种满足约束条件的染色体编码格式,把求解问题转化为无约束的组合优化表现形式,从而可以利用单点随机定位算术交叉和变异运算以及精华选择策略来求解.仿真计算结果表明了模型和所提算法的有效性.     

防御性制空截击中警戒巡逻空域规划建模

针对防御性制空截击作战中警戒巡逻空域规划问题, 建立了一种有效的空域规划模型。首先, 综合考虑己方兵力部署以及敌机威胁方向, 确定截击线的划设位置。其次, 选择相对角度、敌机速度和敌我距离三项指标构建威胁评估模型, 确定出空域的方向。然后, 根据我机采用的截击战术, 在空域可规划范围内确定空域的位置和数量。最后, 结合敌机可能突击高度的上下限, 计算出空域的高度设置范围, 进而建立一套完整的警戒巡逻空域规划模型。通过不同情景下的仿真实验, 验证了所建模型的合理性和有效性。     

多目标流量管理优化模型及算法研究

针对日益增长的空中交通需求所带来的严重航班延误现象,采用单目标难以解决离场时隙、飞行路径和管制员工作强度分配等问题,提取了造成空域拥挤和航班延误的要素,综合考虑离场时隙飞,行路径和管制员工作强度等目标,建立了多目标、非线性规划模型.设计了多目标遗传算法对其进行求解,并利用实际航班数据进行仿真,结果表明:所建立的模型和算法不仅能在合理的时间内为空域内全部航班找到较优离场时间和较优飞行路径,还能降低管制员高强度工作的持续时间,使流量更符合实际情况,有效缓解了空域拥挤现象.     

基于合作博弈的多机飞行冲突解脱策略

针对自由飞行条件下现行多机冲突解脱方法难以实时解脱,提出了一种基于合作博弈的多机冲突解脱方法。首先,研究了评价冲突解脱效果的指标,基于此提出了博弈中的效用函数;其次,构建了合作博弈冲突解脱模型,提出以联盟福利最优解均衡各参与人效益,并进行了论证;最后,在求解中利用粒子群优化算法缩短运算时间。在三机和六机冲突的仿真中,算法能剔除不满足安全间隔的策略后解算出使联盟福利函数最大的均衡点,根据偏好获得多机冲突解脱的最优策略方案。     

基于贝叶斯网络的进场航班排序队列稳定性研究

为了提高终端空域航空器到达时间预测的准确性和排序队列的稳定性,本文从分析影响航空器预计到达时间ETA的不确定因素出发,建立了同一机型航空器过同一边界点到达时间的概率模型,提出了一种通过实际飞行数据计算到达时间的概率方法,利用贝叶斯网络计算各影响因素对ETA 影响程度. 实验结果表明,用概率方法预测到达时间具有简单易操作且准确性高的特点. 利用影响程度作为权重进行修正并量化了ETA 的不确定性,有助于改善进场航班排序队列的稳定性.     

基于协商视角的食品质量链冲突消解策略

针对食品质量链多主体企业协同过程中的冲突问题, 提出一种基于协商的冲突消解方法.首先,基于Pareto最优解对食品质量链协同冲突的本质从数学上进行界定;然后,在充分考虑食品质量链特点的基础上, 提出食品制造商、食品供应商以及食品质量链的收益模型;接着,确定冲突双方之间的讨价还价过程参数:食品供应商提供的质量水平以及制造商成本和对方质量水平所提供的质量检测水平,并构建双方以自身收益最大化为目标的协商过程.最后,应用到具体乳制品质量链中,验证了出方法的有效性.研究表明:所提出的协商策略不仅使得每个企业成员的收益最大,而且使质量链总体收益最大,从而既消解了食品质量链冲突,又提高了质量链的质量水平.     

通信延迟约束下多无人机任务指派冲突消解

以复杂战场环境下多无人机任务指派为研究背景,针对分布式结构下通信延迟可能导致指派冲突的问题,设计了通过设置比较阈值和对无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)进行优先级排序的方法,以极小的通信代价预测潜在指派冲突;之后开启编队内通信,通过比较各UAV的指派方案确定当前可执行的最优任务,从而达到冲突消解的目的。通过MultiUAV2仿真平台对提出的方法进行验证。仿真结果表明,该冲突消解机制能够准确高效地预测和消解指派冲突,具有可行性与合理性;且由于采用动态的阈值设定,对不同的作战环境有较好的适用性。     

基于实时车流感知的端限量式单通道车辆通行控制方法

针对限量式单通道双向通行控制问题,基于GPS车流感知数据提出了一种端限量式单通道双向自适应通行控制方法。通过在单通道及两端划设扫描区、等候区、单通道内三大类区域,利用GPS定位数据实时感知分析车辆在单通道两端行驶的10种状态,构建了单通道车辆通行控制策略分析模型,对车流数据进行动态汇总和饱和度分析,然后根据"按需分配"和"端总量控制"策略提出了一种自适应双向通行信号控制策略,在此基础上研发了端限量式双向通行自适应信号控制系统.最后利用某大型露天矿单道平硐进行了实例验证,应用表明:该方法能够有效控制单通道车辆的双向限量通行,避免了车辆运输过程中的行驶冲突,减少了车辆"空等"时间和油耗,提高了单通道通行效率,大大提高了车辆的运输效率.     

协同任务规划中基于约束满足的资源冲突检测与消解

资源的有限性以及活动的并发执行导致协同任务中极易发生资源冲突,需施加时间约束以限定活动执行时间从而避免冲突的出现。在分析多机协同任务的基础上,将任务过程转化为带有多容量资源的任务调度模型,根据模型时间特性给出资源冲突定义及其判断准则。提出基于最小冲突集的资源冲突检测算法,其中利用时间交叠关系的特点,将资源冲突的检测与消解问题转化为连通图中闭团的检查与消除问题。进而从约束满足的角度研究了基于最小承诺策略的消解算法。实验结果表明方法的有效性。     

一种基于路网网格化的微观交通仿真模型

针对采用元胞自动机进行微观交通仿真空间分辨率较差的特点,提出了一种基于道路路网网格的微观交通仿真模型.通过在仿真前或者仿真期间设定一维车道和二维路口网格的大小,对道路路网进行不同空间分辨率的分割,但在仿真车辆运动模型方面,仍采用元胞自动机模型进行仿真.这样既保留了元胞自动机进行交通仿真的优点,又克服了该方法在空间分辨率较差方面的缺点.文中还通过仿真实验,对一维路网网格和二维路网网格大小的设置对仿真结果的影响进行了分析.分析的结果表明：不同的仿真空间分辨率对车辆的平均速度和车道/路口占有率有较大的影响,但对流量的影响不显著.