基于多目标速度剖面的航空器滑行路径规划

传统的滑行路径规划研究大多假设航空器匀速滑行,并基于滑行时间最短进行建模优化,虽便于求解,但未考虑航空器转弯时速度剖面的变化,且航空器最优滑行时间并不一定带来最优滑行油耗。首先,综合考虑了航空器的滑行距离、滑行中转弯次数因素,建立了以场面滑行总距离最短为目标的航空器路径规划模型,采用改进的A^*算法求得P条最短路径。在此基础上,建立了考虑时间和油耗的多目标速度剖面模型,采用启发式搜索为每条路径生成精确的速度剖面,获得航空器滑行4D轨迹。结果表明:与未考虑转弯次数因素的传统优化方法相比,航空器总的滑行距离和转弯次数大幅减少;通过权衡滑行时间及油耗,为航空器滑行路径生成一组帕累托最优的速度剖面,具有较高的实际应用价值,有望在以后航空器场面实时空管决策中应用。