基于飞行计划集中处理的预战术航路飞行流量预测

为准确把握航路点流量变化趋势和缓解空中交通压力,提出了一种基于飞行计划集中处理的流量预测方法。首先,在预战术飞行流量管理阶段,通过飞行计划集中处理可得到的航空器飞行计划信息,根据各航班在起飞前提交的领航计划电报和全飞行剖面混杂模型来预测航空器的航迹;然后,通过预测出航空器过关键航路点的过点时间,并结合空域结构数据来获得主要航路点的流量预测值;最后,通过算例仿真的结果可以发现所提出的航路飞行流量预测方法能够很好的对关键航路点进行预测,并且方法是切实可行和有效的。     

飞行计划集中处理的流量瓶颈点的识别与优化

为建设全国级的空中交通流量管理系统提供智力支持,将飞行计划集中处理这一手段,运用于预战术飞行流量管理阶段的流量管理方法和技术的研究之中,提供了一条新的研究思路.首先,利用过点时间预测算法计算过点时间,并根据过点时间统计出关键航路点的流量预测值;接下来,通过航路点容量模型识别航路上飞行流量大于容量的航路点,即流量瓶颈点;...     

六自由度弹道仿真航路规划评价方法

针对飞行器航路规划评价方法单一、缺乏合理性与动态特性验证等问题,提出了基于六自由度弹道仿真的航路规划评价方法.分析了影响航路评价的几种因素,并建立起基于Simulink的六自由度弹道模型.将已规划航路输入六自由度弹道模型中,通过仿真得到飞行器沿航路飞行时的各飞行参数实际响应,从动态角度分析已规划航路的合理性,以更加接近真实情况的仿真手段实现对规划效果的全面评价.仿真结果表明,该评价方法可以实现对规划航路动态特性的验证.     

基于规则库的航路飞行冲突探测与解脱

通过对国内某航路管制单位的冲突探测与解脱数据收集和数据分析,形成贴合实际运行的航路管制规则库,采用基于BADA(Base of Aircraft data,一种由欧洲空管开发维护并应用比较成熟的飞行性能模型)的轨迹生成算法,通过实地调研和数据收集,结合实际管制运行中的航路冲突标准,建立双机基于管制规则库和决策树的航路冲突探测与解脱模型.选取国内A593航路,使用JAVA语言完成了仿真系统开发,并导入飞行计划数据实现了实例验证.最终的仿真结果表明模型成功解脱常见航路冲突,保证了与实际航路管制运行的一致性.     

基于飞行计划集中处理的多航空器无冲突航迹规划

为增大空域容量,提高飞行安全,降低管制员的工作负荷,4D航迹预测与规划是国内新一代空管自动化系统中最为重要地一项核心技术。首先在预战术流量管理阶段,通过飞行计划集中处理得到的航空器飞行计划信息,将航线划分成若干航段。然后利用航空器在不同航段间的离散型模型和单个航段中运动的连续型模型建立混杂模型,通过全飞行剖面混杂模型进行航迹预测;在相对运动法中采用调整速度来规避航路交叉点冲突以实现冲突解脱。最后提出航迹规划方法并对航空器进行无冲突航迹规划。仿真算例表明：在飞行计划集中处理与混杂模型下预测的水平航迹与垂直航迹能够准确地反映航空器飞行状态变化;调速法或调整时刻能有效地规避飞行冲突,所以提出的无冲突4D航迹规划方法是切实可行的。     

区域航路网络容量评估模型

针对区域航路网络容量评估方法单一、主观性强等问题,提出基于有向图理论的动态容量评估模型。充分提取航路网络特征,将多源、汇点复杂航路网络抽象成单源、汇点标准航路网络。引入航路阻抗公式,将管制员因素融入客观容量评估中,并利用Ford-Fulkerson算法求解航路网络容量及关键路径。最后以某飞行情报区为例,分析了航路网络的容量特征,得出其关键路径集的瓶颈容量为354.4sor/h。仿真结果证明了该模型的有效性和准确性。     

基于航班计划的空域交通流量实时预测模型

空中交通流量预测是空中交通管理的基础,实时的空中流量预测能够有效地保证空中交通有序顺畅的运行,对保证飞行安全和解决空中交通拥挤、减少航班延误有很大的帮助。为了准确预测空域内实时的交通流量,本文首先建立了空域内单航路有N个转弯点情况下的实时流量预测模型,然后将模型推广到了空域内有任意条航路的情况,最后进行了算例仿真。仿真结果证实了文中所建模型能够很好对空域内的实时流量进行预测,模型是可行和有效的。     

RVSM空域航路流量的模型和算法研究

结合当前国内外对实施RVSM对增加飞行流量的定性描述,采用定性与定量相结合的系统方法,将实施RVSM对空中交通航路流量影响的实际空中运输问题转换为数学问题进行研究,建立计算航路流量的数学模型,提出了航空器在RVSM高度层不同巡航模式的流量计算模型和具体求解算法,并结合列举实例运用计算机模拟进行检算,证实了模型和算法的可行性、实用性,为定量描述实施RVSM对空中交通航路流量影响提供一定参考．     

基于多Agent仿真的冲突场景识别

构建了基于多Agent的空管运行仿真系统的基本框架,设计了航空器Agent、空管自动化Agent和管制员Agent.利用JADE平台,Java编程语言开发了仿真原型系统,该系统采用分布式结构,并导入全天的飞行计划数据,实现对全国交通运行态势的仿真.为了提高轨迹预测的准确性,考虑了风的影响.通过对管制员Agent记录的全天冲突数据的分析,可以得到易冲突扇区主要集中在我国的东部以及中南部区域,R343和A461为易冲突航路等.冲突数据的分析结果对于航路网络的规划、扇区划分以及飞行计划的优化有重要的实践意义.     

基于Delauany三角形的分时段区域管制扇区划分

根据空域和流量状况划分扇区是提高空域容量、改善空域拥挤和减小管制员工作负荷的有效手段。航班数量的不断增加,使得管制员的工作负荷也随之加大,为降低管制员的工作负荷需要研究扇区动态划分。首先对高空区域管制扇区内各航路点一段时期的每天相同时段的飞行流量进行分析,以航路点建立Delauany三角形,按照各时段飞行流量的不同对Delauany三角形进行加权,随后通过聚类分析生成了加权的Voronoi图,然后采用改进的哈夫曼编码理论对扇区进行了合并给出划分方案。最后结合厦门管制扇区数据进行算例分析验证了所提出方法的可行性。     

基于蚁群算法的无人机航路规划

为了提高无人机(UAV)作战任务的成功率，在执行敌方防御区域内攻击任务前必需规划设计出高效的无人机飞行航路，保证无人机能够以最小的被发现概率及可接受的航程到达目标点。针对这一问题，对新近发展的蚁群算法进行了讨论，提出适用于航路规划的优化方法，并对无人机的攻击任务航路进行了仿真计算。仿真结果表明该方法是一种有效的航路规划方法。     

不同威胁情况下无人机实时航路规划算法研究

针对无人机实时航路规划问题,分析安全影响威胁,建立了改进的威胁概率模型。在安全回避突发威胁的前提上,增加考虑了偏离预定航路飞行代价影响;以飞行总航程最短为目标建立了新的飞行模型。针对当前飞行航段出现单个突发威胁和多个处于不同排列情况的突发威胁(组)情况,给出了相应的最优航路分析;并设计了基于最短路思想的启发式算法。对三种场景进行算例仿真。仿真结果表明,模型和算法具有有效性和可行性,可以实时分析突发威胁,并规划出相对安全经济的实时航路。     

采用自适应原始对偶迭代的无人机编队协同航路规划方法

针对目标通过机动进入无人机雷达探测盲区、导致雷达跟踪不稳定的问题，提出一种无人机编队协同航路规划方法。首先，根据雷达多普勒速度盲区、雷达探测视角、距离边界区等建立协同航路规划约束条件；然后，以机动目标稳健跟踪为目的建立优化目标函数，并结合约束条件构建协同航路优化模型；最后，设计了一种自适应原始-对偶迭代算法，对建立的航路优化模型进行快速求解，得到无人机飞行实时航路。对比仿真结果表明：所提方法能够实现无人机编队协同航路快速规划，达到对机动目标持续稳定跟踪的目的；与传统的高斯伪谱法和模型预测控制算法相比，所提方法求解速度提升了10%,算法复杂度相对较低；所提方法求解的无人机航路平滑性较好，可减少无人机飞行油耗，便于长时留空探测。     

基于网络流的多管制扇区通行能力

管制扇区间的通行能力问题通常是基于管制员的极限工作负荷、各种动态因素或者特殊航路点、航路交叉点的通行能力达到最优的情况进行研究,缺少对多扇区网络的整体地评估与计算。为了解决该问题,根据有向图理论以扇区为节点,以连接扇区的航路航线为边建立多扇区网络模型,选取华北飞行情报区的部分扇区进行仿真。首先,通过最大流算法求解出该网络模型的最大流为76.7架/h。其次,根据网络流仿真结果计算出各条边、各个节点的流容比,通过比较分析得出限制扇区网络通行能力的繁忙航路以及繁忙扇区。最后,通过灵敏度分析计算删除不同节点后网络模型的通行能力的变化,进而为扇区通行能力的优化提供了建议和参考。     

航路间隔标准对飞行安全影响的概率模型

我国的空域资源的有限性,空中交通流量的大幅增长使得飞行冲突愈加严重,不仅造成了航班延误,也使得航线上的飞机之间的碰撞危险冲突大大增加,为今后的空难事故埋下了隐患。本文的工作就是针对航路间隔结构建立合适的碰撞风险概率模型,对间隔标准进行安全评估。     

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。     

区域导航技术下的平行航路侧向重叠概率的研究

着重对区域导航平行航路的侧向重叠概率的计算进行了研究。首先,通过数据统计,分析侧向重叠概率在平行航路安全性评估中的重要性;其次,利用双指数分布和分离的双指数分布对区域导航技术下的平行航路侧向重叠概率进行了计算;最后,通过仿真比较来确定最适合区域导航下的平行航路侧向重叠概率的计算方法。结果表明,用分离的双指数分布描述大偏航密度函数所得的侧向重叠概率更接近于实际情况。     

采用航路点进化的空袭目标突防航路预测

空袭目标突防航路预测是进行防空兵力部署方案评估的辅助手段之一。在分析突防航路预测问题的基础上建立了空袭目标突防航路预测模型,并针对传统进化算法将航路作为一个整体后导致先前候选航路中高质量航路点利用效果较差的问题,提出了基于航路点进化的空袭目标突防航路预测算法。首先通过改进传统进化算法框架与评价函数使航路点可被分别进化和评价,然后使用自适应差分进化算法(JADE)实现航路点的进化,最后采用多准则决策方法实现航路点的评价与选择,从而提升了高质量航路点的利用效果。为了测试算法的性能,设置了障碍数目分别为15、30、60、120的4个仿真情景,仿真结果表明算法能够有效实现空袭目标突防航路的预测,并且在障碍数目较多的情景中其性能优于遗传算法。     

单站航路机动对纯距离目标定位精度影响分析

针对单观测站航路机动对纯距离目标定位精度的影响问题,在目标定位跟踪精度下限的基础上,使用精度几何散布作为性能评估指标,采用最小二乘算法进行仿真实验,分析了观测站在一次转向航路和匀速转弯航路时,对静止目标定位精度的影响.仿真结果表明:纯距离观测条件下,观测站不同机动航路对目标定位精度有很大影响,可以通过选择合适的机动航路来改善定位跟踪算法的性能,提高纯距离系统对目标的定位精度.     

基于改进型A*-Markov联合模型的无人机航路规划

实验一种基于改进型A~*算法来对无人机进行任务路径规划.引入了无人机的机动步长、转角限制和飞行高度,有效地缩减了无人机搜索空间,除此之外还引入了地形、任务等约束条件,使航路规划更接近于真实环境.考虑到规划过程中敌方能力的不确定性,以及无人机在航路中的生存概率的不可知性,采用八状态Markov模型评估无人机的飞行状态.该模型与A~*算法结合时在威胁区域内完成任务后,由于时间的积累向外扩展时生存代价值越高,导致迭代次数过多,而同心圆模型越向外扩展时生存代价值越低的优点可避免该问题,因此引入同心圆模型与Markov模型的联合模型.仿真实验结果表明,该方法可以有效地检测航路中飞机的各种状态的概率,以此对整个航路进行评估,并且有效降低了仅采用Markov模型时在威胁区域内完成任务点后规划新航路迭代次数过多的问题.