飞行冲突探测与解脱的研究

由于空中交通流量的增加,我国的空中交通管理系统面临着越来越严重的航线拥挤。解决这一问题的最有效方法之一就是“自由飞行”,即允许飞行员选择最合适自己的飞行航线和飞行速度。但这却给管制员的工作带来的困难。本介绍了如何将遗传算法用于自由飞条件下的飞行冲突探测与解脱,并且表明由于该方法计算快速,能够很好地解决飞行冲突问题。     

基于多Agent协商机制的冲突解脱方法

冲突解脱技术是自由飞行能否实现的关键技术。采用多Agent系统中协商机制能解决自由飞行的多架飞机之间的冲突解脱问题。将冲突问题中所涉及到的飞机抽象为多Agent系统中的飞机Agent,通过各飞机Agent间相互协商从而得到满意的解脱策略。实例验证了该方法的可行性。     

遗传算法在飞行冲突解脱中的应用

随着空中交通流量的增加，我国的空中交通系统面临着越来越严重的航线拥挤，飞行冲突变得日益严重。自由飞行是解决这一问题的有效方法，即允许飞行员选择最合适自己的飞行航线和飞行速度，其优势显而易见，但同时增加了管制员管制监控的难度 ，基于遗传算法的自由飞理论能有效地解决这一问题。本文论述了该方法在飞行冲突解脱中的应用。     

连续下降运行中的飞行冲突预测与解脱算法

针对连续下降运行（Continuous descent operation,CDO）中的航空器冲突预测与解脱策略问题,构建了四维航迹（Four-dimensional trajectory,4DT）预测模型,实现飞行冲突的准确预测;以燃油消耗量、冲突时长为优化目标,以航空器在连续下降运行时的飞机速度、下降轨迹角（Descent path angle,DPA）为优化变量,基于多目标遗传算法NSGA-Ⅱ实现飞行冲突解脱。最后以某终端区内多机CDO飞行为例进行冲突预测和解脱,分析了优化目标权重系数对空域内平均耗油量和优化变量影响。结果表明,给出的解脱算法可以实现终端空域内的多机无冲突连续下降运行。与优化前相比,20架飞机的平均耗油节约了11 kg/架,空域内飞机之间的飞行冲突累积时间从984 s减少到0,即消除了飞行冲突。研究结果有助于实现空域内多机无冲突连续下降运行,提高CDO在繁忙机场的实施率和运行效果。     

一种适用于机动转弯飞行的中期冲突探测方法

为了能在复杂的交通环境下提高冲突探测的精确度,保障空中飞行安全,基于解析算法提出了一种适用于机动转弯飞行的冲突探测算法,在此基础上给出改进的中期冲突探测的方法。对该算法进行了算例分析,结果表明：该算法能很好地适用于机动转弯飞行时的冲突概率计算,并且具有实时性和有效性。     

飞行计划冲突预探测在ATC中的应用

本介绍了在ATC(空中交通管制)系统中，按照飞行安全间隔对飞行计划的所经航线数据自动进行探测，通过计算预测冲突航路点或冲突航线段，以帮助管制员在新建计划或计划修改时及时发现飞行计划之间存在的潜在冲突，在计划准备和预调配阶段将事故隐患消除掉，确保飞行的安全。     

低空空域航空器飞行安全分析(英文)

我国低空空域即将开放,通用航空飞行数量将大幅度提高,该空域内航空器能否安全飞行以及确定安全飞行的条件是急需解决的问题.本文在此背景下,基于国际民航组织标准和我国民航局规定,采用看见避让(See and Avoid)原则,在飞行规则、能见度要求、反应时间、航空器速度以及盘旋坡度角或航空器爬升角度等约束条件下,根据航空器动力学原理,建立了同高度对头飞行冲突和交叉飞行冲突的冲突避让轨迹数学模型.定量角度分析低空空域航空器飞行以满足安全间隔的条件,最后采用Matlab软件进行分析.结果表明,低空空域航空器同高度对头相遇安全避让需满足一定的飞行条件,而同高度交叉相遇飞行的航空器能够安全解脱冲突.     

基于BDI模型的Agent在飞行冲突中的应用研究

随着民航运输的快速发展,空域资源日益紧缺。为了保证航班的正常飞行,本文结合管制员的知识经验,研究了交通管制中常用的冲突解脱规则,并在此基础上,利用BDI(Beliefs-Desires-Intentions)Agent理论,在MAGER平台下设计并实现了基于规则推理的冲突解脱系统。     

美国国家空域系统和自由飞行

民航目前采用地面控制飞行的管制方法与更好地利用空域及增大飞行机动性之间存在着根本的冲突.FAA的国家空域系统(NAS)能使飞行员和管制员始终知道彼此的位置和意图,并用自由飞行/管制飞行两种飞行模式的转换来解决这种冲突.     

飞行冲突解脱两机优先级专家系统的设计

介绍了专家系统的结构及其在空中交通管制中的应用,并结合管制员的知识经验与技巧分析专家系统的构建过程,提出飞行冲突解脱两机优先级专家系统的设计方法。该系统的实现在一定程度上减轻了管制员的工作负荷,提高了空管工作自动化水平。     

基于改进蚁群算法的无人机冲突解脱技术（英文）

基于ADS-B监视数据,提出了一种基于线性外推法的机载无人机冲突探测与解脱方法,为可能发生的冲突提供预警。为解决多无人机冲突问题,引入基本蚁群算法,并通过加入速度调整策略来优化传统的基本蚁群算法的冲突简化模型。提出了一种基于速度调整策略和航向调整策略的多无人机冲突解脱方案。通过加入排序系统和角度信息,改进了蚁群算法。结果表明,改进的蚁群算法可为空域内多无人机规划无人机冲突解脱路径。改进后的蚁群算法,提高了计算效率,收敛出最优化目标所需时间减少了43.9%,且最终总延误距离减少了58.4%。     

飞行计划预先调配决策支持系统

空中交通管制系统的主要任务是解决飞行冲突,预先调配是解决飞行冲突的重要方法。飞行计划预先调配决策支持系统,完成了报文处理、航线参数计算、自动冲突探测、电子航空图的绘制和标注以及计算机辅助人工预先调配等功能,为管制人员预先调配提供决策支持,已在多个管制中心使用。     

民用航空电子系统的新发展

民用航空继续向更多地采用保证安全和导航的机载电子设备的方向迈进,而飞行员可选更直接和节省燃油航路的自由飞行计划的实施进度已经推迟.自由飞行计划推迟的主要原因是FAA决定重新安排称为“飞行2 000”的自由飞行的初始试验,以及保留地面导航设备,而不是依靠卫星作为唯一的导航手段.     

水平风洞模型自由飞试验技术研究现状及展望

介绍国外水平风洞模型自由飞试验技术研究现状,阐述水平风洞模型自由飞试验平台的组成、作用与意义,重点展望该试验技术的应用前景.对试验平台中动力相似模型设计加工技术、动力模拟技术、舵机运动控制技术、模型姿态实时精确测量技术、飞行控制系统设计与集成技术等关键技术问题进行分析,对发展该试验技术具有指导作用.完善水平风洞模型自由飞试验技术,把传统风洞试验拓展到流动飞行-控制一体化试验,有利于全面研究和充分挖掘飞行器的气动性能与控制性能,对新一代飞机器的发展、新概念新技术的工程应用将起到重要的推动作用.     

美国海洋空域空中交通管理自动化解决方案

本文介绍FAA制定的海洋空域技术和程序合作计划。FAA对海洋空域空中交通管理自动化技术和产品提出的目标是,第一,要使海洋空域的间隔标准降低,必须支持自动相关监视技术(ADS)和管制员—飞行员空地数据链通讯(CPDLC),并具有自动探测飞行冲突的功能。第二,为了减少管制员的工作负荷,必须消除对纸质飞行进程单的依赖(实际上根本就不再需要和使用纸质飞行进程单)以及管制员对纸质飞行进程单所作的相关维护更新工作,同时,还必须支持空中交通管理部门之间协调的国际标准协议,即支持空中交通服务部门之间的数据通讯。第三,所有相关的监视数据和通讯数据必须能够自动处理,系统本身不会因为维护而中断服务,要求必须具有功能完全相同的备用系统。     

过冷大水滴结冰探测技术研究进展

过冷大水滴结冰是飞机结冰防护领域出现的新问题和新挑战,大水滴结冰探测是保障飞机飞行安全的关键技术,制约飞机结冰防护系统的整体发展。论文搜集和整理了相关科技文献,从结冰机理和探测原理角度分析了结冰探测技术所面临的新挑战和机遇,通过对最新适航规范的分析,总结了大水滴结冰探测技术的新要求。按技术成熟度为主线对过冷大水滴结冰探测技术进行了详细介绍和全面总结,并首次提出探头型结冰探测器的水滴轨迹检测和溢流特性检测分类方法。     

基于调速法的交叉航路空域复杂度研究

目前基于航空器架次的空域容量评估方法很难映射出交通态势、扇区结构及管制员负荷之间复杂关系,采用复杂度评估空域系统运行能力是当前空中交通管理领域的研究热点。本文基于空域复杂度评估方法中的扰动分析思想,根据扇区实际运行中交叉航路、航班流随机到达等实际情况,建立扇区-航班流模型,采用调速法进行飞行冲突探测与解脱,进而定义交叉航路扇区空域复杂度计算方法,设计了瞬时和平均空域复杂度可视化表示方法,对预测和降低空域复杂度提供支持。仿真结果表明,该方法与基于航空器架次的评估模型相比更能反映出扇区交通态势微观特征,向空中交通管理提供了决策支持工具。     

反无人机系统的研究与实现

近年来,低空慢速小无人机数量呈现爆发性增长趋势,大量低空无人机的出现带来严重的公共安全问题。本文介绍了反无人机技术发展现状,对反无人机系统的架构、组成、运行流程和功能进行了详细的阐述。反无人机系统通过对"低、慢、小"特征的小、轻、微型无人机系统的探测、识别和反制,集探测预警、侦测定位、行政管理、飞行管理、飞行监视、飞行服务和反制干预于一体。该系统的应用将有效规范无人机低空飞行、反恐维稳、保障公共安全、促进产业发展。     

平行航路安全评估新方法(英文)

首先提出了一种平行航路安全评估新方法,即从空中交通管制的安全防护体系入手,将潜在飞行冲突看作空中相撞事故的初因事件,提炼出管制员指挥、短期冲突告警、飞行员目视避让及机载防撞系统告警四层安全防护,进而将平行航路碰撞风险问题分解为潜在飞行冲突计算和各防护层的失效概率分析.然后,推导了管制员干预次数计算模型,采用CREAM方法解决了管制员调配飞行冲突失误概率计算问题,建立了STCA防护失效和TCAS防护失效故障树模型.最后,以京沪平行航路为例进行计算,得出了雷达管制环境下的京沪平行航路碰撞风险.结果表明该航路满足安全要求.     

基于知识的空中交通管制决策模型研究

空中交通管制员的管制知识包括发现航空器冲突以及解脱冲突的能力。通过建立一个决策树模仿管制员工作时的决策思路,并用Visual Basic程序语言编写。参考管制指挥时的多种规定限制条件,严格按照管制员解脱冲突的工作程序作为研究依据,从而为管制员实际工作提供八种间隔分配策略。