地面管制阶段航空器等待策略研究

地面等待策略是空中交通流量管理的主要组成部分,有利于节约飞行成本,提高安全水平。建立了空中交通多目标地面等待策略的整数线性规划模型,模型包括所有航班的总等待时间最短和总等待费用最小两个优化指标,约束条件考虑了指定空域容量的限制和各航班等待时段上限的限制。考虑到该优化问题求解的计算复杂度,应用基于自然法则的模拟退火随机搜索优化算法来解决该问题。数值模拟算例表明了所建立数学模型的正确性和算法的可行性和有效性。     

基于Hopfield网络的单机场地面等待优化算法

空中交通流量管理中的一个有效方法是采用地面等待策略,但地面等待算法一直是一个难点。通过对单机场地面等待模型进行合理的转换,提出了基于Hopfield神经网络的启发式算法,通过理论推导,证明了算法的可行性。     

航空器地面运行网络模型及优化分析

针对航空器地面运行的网络特点，给出了航空器地面运行网络模型。在该模型基础上，研究了在给定总离场流量和到场流量条件下，如何在网络中分配交通流量以使航空器地面运行延误最小的优化问题，并提出了一种新的迭代算法近似仿真求解。给出了仿真算例，结果表明该模型和优化方法是可行的，可用于实际航空器地面交通流的优化和分析。     

空中交通流量管理中的多元受限地面等待策略问题研究

在单机场受限地面等待策略问题的基础上,研究了确定容量条件下的多元受限地面等待策略问题,建立了数学模型,提出了一个启发式和专家系统相结合的流量管理新算法。通过对广州区域空中交通流量的仿真计算,验证了该算法实际应用的可行性。     

随机型单机场受限地面等待策略

研究了随机容量条件下单机场受限的地面等待策略问题,用数学模型给出一种有效的算法,充分考虑了航班在降落时的优先级状态以及空中等待成本,最后通过仿真计算验证该策略的实际可行性.     

基于地面等待策略的航班时刻规划方法

地面等待是空中交通管理中普遍应用的一种方法。根据机场实际容量的约束,从地面等待策略的思想提出了航班时刻规划专家系统,即通过修改航班时刻表中高峰时段的航班,以达到平滑交通流量的目的。最后根据全国航班时刻表,选择了10个主要的繁忙机场进行了仿真计算,验证了方法的实用性。     

机场地面等待时隙分配的公平性和效率性研究

为实现地面等待程序中计划进场时隙的公平高效使用,先通过分析RBS、E-RBD等算法的不足,结合地面等待程序中天气许可时刻的不确定性理论,建立地面等待时隙分配的多目标公平效率折中模型,最后根据具体机场的实际容量水平和天气许可时刻的分布概率,计算证明了模型在有效减少延误的同时增加时隙分配的公平性。     

地面等待策略中的时隙分配模型与算法研究

 机场拥塞是制约民航运输的瓶颈所在,地面等待策略(GHP)是解决机场拥塞的有效方法,其核心就是时隙分配问题。为适应我国空中交通持续发展需要,实现科学时隙分配的要求,对GHP已有的研究进行分析和归纳,重点论述了时隙分配的概念、属性、模型和算法,在此基础上总结了时隙分配的关键问题,即随机容量的影响、均衡模型的建立以及模型求解算法的研究。最后指出了时隙分配问题未来的研究方向。     

直升机近地飞行时的配平和机动操纵分析

在单旋翼带涵道尾桨直升机的非线性全量飞行动力学模型的基础上,提出了求解配平和机动操纵问题的一种混合算法,研究了地面效应对配平和机动操纵的影响.以某直升机为算例,在近地飞行和考虑不同速度与高度时,分别进行了直升机稳定飞行时的配平计算,然后以侧向紧急转弯机动为例,对机动操纵规律的问题进行了计算分析,计算结果与地面效应的理论相符合,机动过载和操纵变化规律可以为飞行试验提供借鉴.所建立的理论方法可以为直升机近地飞行时的动力学和控制分析提供参考.      

采用可观测性分析研究惯性导航系统地面对准的误差估计

本文提出了用Ｂａｒ－Ｉｔｚｈａｃｋ和Ｂｅｒｍａｎ误差模型对惯性导航系统（ＩＮＳ）地面对准的可观测性进行系统分析，指出了不可观测状态变量可分别包含在两个解耦子空间中，讨论了选择不可观测状态变量的限制，为计算不对准角，提出了全部由水平速度输出导出的一种估计算法。揭示了方位误差可以完全由水平误差和水平误差率的估值来估计，而完全不依赖于陀螺输出信号。     

多跑道航班进离场动态调度模型与算法

针对民航运输快速发展导致的航班延误频增现象,研究了多跑道航班进离场的动态调度问题。研究时段内航班的总延误成本最小和延误时间均衡为目标,综合考虑根据机型确定的航班进离场调度优先权和管制员负荷,建立多跑道航班进离场调度模型,利用遗传算法对模型进行仿真验证。仿真结果与先到先服务(FCFS)调度方式进行比较,采用遗传算法的航班进离场调度比FCFS的延误成本降低了45.07%,延误时间降低了37.90%,同时有效地均衡了航空公司的延误时间,保障了航空公司的公平性并提高了跑道系统容量,降低了管制员负荷。通过仿真验证了多跑道航班进离场动态调度策略具有较强的优势和可行性。     

基于空中交通密度的进场航班动态协同排序方法

为适应协同决策（CDM）需要，考虑空管、航空公司和机场的诉求，对进场航班动态协同排序问题进行了系统的研究。设计了一种进场航班动态排序方法，提出了一种时隙交换方法，建立了基于空中交通密度的进场航班协同排序模型，设计了精英保留的遗传算法和带精英策略的快速非支配排序遗传算法以求解所建模型，寻求进场航班动态协同排序的最优解。仿真结果表明，较基于滚动时域控制（RHC）方法，动态协同方法所得结果与排序开始时间无关，所需排序次数平均减少26.4%，且排序效率更高。较先到先服务（FCFS）方法，动态协同方法在高密度条件下各排序阶段最后一个进场航班的落地时间平均提前199.8 s；中密度条件下各排序阶段航班延误总时间平均减少29.9%，航班延误均衡性平均提高34.4%；低密度条件在航班正常率及航班延误公平性得到保证的前提下，满足时隙交换规则的排序阶段均增加了1种进场航班排序模式。所提方法可对进场航班进行优化排序，显著提高跑道容量，有效提升航班延误均衡性和航班延误公平性，契合协同决策理念，可实现三方协同排序。     

高动态环境下惯导高阶姿态算法研究

为满足高超声速飞行器的高动态特性对捷联惯性导航系统的导航精度提出的更高要求,在分析高超声速飞行器高动态运动频谱特性的基础上,研究了高动态环境下的捷联惯导高阶姿态积分算法。通过高超声速飞行器运动特性仿真,对比分析了不同阶次姿态积分算法对捷联惯性导航系统精度的影响。仿真结果表明,在高动态环境下,采用高阶姿态积分算法能有效提高捷联惯导导航精度。     

解决多重命中易损性评价的一种改进的马尔可夫链法

本文提出了一种解决多重命中易损性评价的改进的马尔可夫链法，用动态转换矩阵替代静态的转换矩阵，给出了求解动态转换矩阵的解法，并用该方法进行了实例计算。使用本文提出的改进的马尔可夫链法可使计算结果更符合实际。     

A newly bio-inspired path planning algorithm for autonomous obstacle avoidance of UAV

In this paper, a bio-inspired path planning algorithm in 3D space is proposed. The algorithm imitates the basic mechanisms of plant growth, including phototropism, negative geotropism and branching. The algorithm proposed in this paper solves the dynamic obstacle avoidance path planning problem of Unmanned Aerial Vehicle (UAV) in the case of unknown environment maps. Compared with other path planning algorithms, the algorithm has the advantages of fast path planning speed and fewer route points, and can achieve the effect of low delay real-time path planning. The feasibility of the algorithm is verified in the Gazebo simulator based on the Robot Operating System (ROS) platform. Finally, an actual UAV autonomous obstacle avoidance path planning experimental platform is built, and a UAV obstacle avoidance path planning flight test is carried out based on this actual environment.     

适于低轨卫星IP网络的单核共享树组播算法(英文)

为了解决低轨卫星IP网络中现有典型源组播算法的信道资源浪费问题,本文提出了一套单核共享树组播算法,即核心群合并共享树(CCST)和加权核心群合并共享树(w-CCST)算法。CCST 算法包括动态近似中心(DAC)选核方法和核心群合并组播路径构建方法。DAC方法专为周期、规律运动的低轨卫星网络提出,不需要复杂的星上计算。在核心群合并方法中,以核节点作为初始核心群,通过核心群和剩余组成员的最短路径方法逐步扩展直至整棵组播树构建完成,从而使得组播树的树代价最小,大大提高了网络的带宽利用率和组播传输效率。w-CCST 算法中所提出的加权因子可以调整树代价和端到端传播时延之间的折衷程度,因此,可以通过调整加权因子来适度增大树代价、降低端到端传播时延以支持某些端到端时延要求苛刻的实时组播业务。最后,与低轨卫星 IP 网络中典型算法进行了性能比较,仿真结果说明,CCST 算法的平均树代价比其它算法显著降低,w-CCST 算法的平均端到端传播时延小于 CCST 算法。     

Core-based Shared Tree Multicast Routing Algorithms for LEO Satellite IP Networks

A new core-based shared tree algorithm, viz core-cluster combination-based shared tree （CCST） algorithm and the weighted version （i.e. w-CCST algorithm） are proposed in order to resolve the channel resources waste problem in typical source-based multicast routing algorithms in low earth orbit （LEO） satellite IP networks. The CCST algorithm includes the dynamic approximate center （DAC） core selection method and the core-cluster combination multicast route construction scheme. Without complicated onboard computation, the DAC method is uniquely developed for highly dynamic networks of periodical and regular movement. The core-cluster combination method takes core node as the initial core-cluster, and expands it stepwise to construct an entire multicast tree at the lowest tree cost by a shortest path scheme between the newly-generated core-cluster and surplus group members, which results in great bandwidth utilization. Moreover, the w-CCST algorithm is able to strike a balance between performance of tree cost and that of end-to-end propagation delay by adjusting the weighted factor to meet strict end-to-end delay requirements of some real-time multicast services at the expense of a slight increase in tree cost. Finally, performance comparison is conducted between the proposed algorithms and typical algorithms in LEO satellite IP networks. Simulation results show that the CCST algorithm significantly decreases the average tree cost against to the others, and also the average end-to-end propagation delay ofw-CCST algorithm is lower than that of the CCST algorithm.     

CAN现场总线实时性研究

介绍在CAN现场总线控制网络中保证优先级较低站点数据传输实时性的有效方法.通过动态改变各站点优先级,保证各站点有均等机会获得总线控制权,实现数据实时传输.本文提出"取模增加"法动态改变站点优先级,使优先级较低的站点可以动态地提高优先级,有效降低网络传输延时,提高站点数据传输的实时性.     

一种基于数据跳变检测的高动态环境GPS信号参数估计方法

鉴于高动态环境中 Ｇ Ｐ Ｓ信号参数估计和调制数据跳变检测所遇到的问题,采用扩展卡尔曼滤波方法（ Ｅ Ｋ Ｆ）对信号参数进行了估计,分析了通过载波辅助技术实现伪码延时估计的原理,重点研究了一种简单的数据跳变检测和估计参数修正方法。模拟结果表明这种方法在信号参数估计精度和动态跟踪性能等方面都能够满足高动态环境的要求。