基于交互多模型(IMM)的航空器冲突探测算法

航空器之间的冲突预测预警是空中交通管制活动中的重要组成部分。针对广播式自动相关监视(ADS-B)航迹的监视精度低、目标跟踪模型与目标运动模型匹配速度较慢以及碰撞概率预测困难的问题,提出一种基于交互多模型(IMM)的航空器冲突概率预测算法。利用高斯分布积分的近似解析解来计算两航空器瞬时冲突概率。根据飞机匀速运动模型和转弯的动力学模型,仿真计算一段时间内两机冲突概率的变化。结果表明,可以通过交互式多模型(IMM)处理ADS-B数据,交互式多模型(IMM)相比其他模型计算结果具有一定时延,但计算所得的两航空器冲突概率预测值更精确。通过仿真对比各运动模型预测的两航空器冲突概率计算结果,证明了该算法的实用性。     

短期飞行冲突判定模型的研究

通过对航空器冲突判定模型的研究,阐述了两种模型的构建方式和具体应用方法,基于两种模型的建模方式和算法特点提出了一种新的冲突判定模型,新的模型简化飞行态势的分类和航空器保护区的设定,以航行差、航空器相对趋势及告警距离为主要影响因素,通过MATLAB利用雷达历史数据对新构建的模型进行了仿真验证,结果证明此模型在一定程度上提高了冲突探测的准确性,并满足实时性和虚警率的最低要求,保障了航空器的安全高效运行。     

基于改进GA的滑行道路径冲突解脱研究

为解决多航空器在飞行区场面活动时存在的冲突问题,以优化后的滑行路径距离作为目标代价函数,提出一种滑动时间窗与GA相融合的冲突解脱模型。首先在滑行规则、安全间隔与滑行道实际条件等约束条件下构建场面滑行路径模型;其次提出基于滑动时间窗与GA融合的求解算法;最后选取成都双流机场为例进行仿真,并与传统GA算法进行对比分析,证明基于改进GA的算法模型在飞行区冲突解脱上更具有鲁棒性与自适应性。     

基于4DT预测的低空空域冲突探测及避让算法

为了预防航空器在低空空域飞行中发生冲突,需要准确的位置预测进行有效的冲突探测,四维轨迹预测(4DT:4 dimensional trajectory)作为目前精度较高的航空器位置预测方式已经得到广泛使用。本文对4DT的纵向、横向误差进行了分析与拟合,结合最小安全间隔保护区对航空器的位置与保护区的扩张进行了计算,并以此为基础提出了低空空域航空器的冲突探测与冲突避让算法。     

基于三维速度障碍法的飞行冲突网络建模研究

为解决空中交通流量日益增长导致的飞行冲突问题，提出了一种基于飞行冲突网络和TOPSIS法的飞行冲突关键点识别方法。首先基于椭球型飞行保护区，通过三维速度障碍法构建飞行冲突网络，再选取4种评价指标构建节点重要度评估指标体系，最后利用熵权法优化TOPSIS法确定关键冲突飞机位置。仿真实验结果表明：提出的方法准确识别出飞行冲突网络中的关键冲突点，降低了飞行冲突网络的复杂性，为空中交通管制服务提供参考。     

基于二阶聚类的空域飞行冲突危险性分级评估

飞行冲突危险性评估是空中交通安全管理的重要组成部分,是提升空中交通系统运行安全性与效率的关键手段.以国内外现有飞行冲突评估体系为基础,重新构建动态化的飞行冲突评估体系.通过信息熵给体系中各指标赋权用以描述飞行冲突危险性的影响,并基于实际飞行冲突数据计算飞行冲突危险性时间序列,进而全面分析单个飞行冲突事件以及冲突所在空域的危险性演化过程.最终基于二阶聚类针对空域飞行冲突危险性展开分级评估,有效弥补直接累加对于空域飞行冲突信息的掩盖.     

航空器场面滑行路径优化研究

本文构建一种航空器滑行路径优化模型。在该模型的研究过程中,首先对机场滑行道进行研究;其次,分别对进离港航空器滑行路径进行分析,考虑了不同航空器的地面滑行成本,以全部航空器的地面滑行成本最小为目标,同时结合管制运行规则、航空器最小安全间隔、避让等待和速度限制等,得到无冲突的地面滑行路径模型;最后,以一个机场为例进行实例分析,得出该机场1小时时间片内航班的最优滑行路径。     

交叉跑道机场目视条件下航空器碰撞风险分析

为了研究交叉跑道目视条件下航空器的碰撞风险,引入基于位置误差碰撞风险模型,同时将目视条件作为影响因素,从侧向和纵向来分析在跑道上两航空器之间的碰撞风险.其中运用基于位置误差模型定义一个敏感区,在此敏感区内对航空器在转弯时的纵向和侧向碰撞风险进行评估.以成都天府机场为例,计算在交叉跑道目视条件下飞机的碰撞风险,将计算结果与实际安全目标水平值对比.结果表明,利用位置误差模型计算出的碰撞风险符合国际民航组织规定的航空器空中碰撞概率规定值,满足飞行安全要求.该结论为实施目视条件下的交叉跑道机场提供了一定的数据论证.     

民航飞行计划冲突检测技术研究

根据飞行计划管理软件研制需要,笔者展开了对民航飞行计划冲突检测的技术研究,主要研究了飞行计划穿越限制飞行区域检测方法及飞行计划间冲突检测方法。通过进行预处理冲突检测,排除了大量不具有冲突可能性对象,减少了冲突检测处理计算量,节约了处理时间。     

起落航线训练目视飞行下跑道容量评估

对混合运输的机场来说,运输飞行的效率与起落航线上的飞行训练的效率是互相影响的。为了做出此类型下的跑道容量评估,提出考虑起落航线训练目视飞行下的跑道容量评估模型。该模型考虑了训练飞行目视间隔对起飞间隔的影响,抽象航空器占用跑道时的运行过程,以目视间隔为关键因素,在此基础上分析讨论运输类型以及机型对跑道容量的影响。使用Anylogic进行仿真计算,结果表明使用目视间隔可以大幅提升跑道服务能力,容量提升了55%左右,验证了该方法和模型的有效性。