面向自主运行的多航空器路径博弈协调

作     者：李克南 杨凯琪 郭宇鹏 王红勇 

作者机构：中国民航大学空中交通管理学院 

出 版 物：《北京航空航天大学学报》 (Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 

基　　金：天津市自然科学基金（21JCZDJC00840） 

主　　题：航空运输 航空器自主运行 路径规划 博弈论 混合策略纳什均衡 空中交通管理 

摘      要：针对自主运行模式下的航空器路径冲突问题，提出了一种基于分布式决策的多航空器路径博弈协调方法。该方法设计构建了自主运行航空器路径规划混合策略-演化博弈模型，分为两部分：基于混合策略博弈思想，通过剔除无法达到均衡状态的博弈策略而缩减航空器路径博弈的解空间构成，极大简化博弈问题的求解过程；将该问题设定为不完全理性的演化博弈问题，进而设定各航空器路径选择偏好的演化规律，求解该演化博弈问题的均衡解。应用实际扇区结构和数据进行仿真实验，结果表明：执行自主运行模式的航空器，其平均路径长度仅增长9.15%，但是可以促进空中交通复杂度峰值降低30.15%，空域中得到高效利用的栅格数量增加26.46%。在模拟晴空湍流和座舱失压扰动环境下，该路径的抗扰动能力得到显著提升，受扰航空器数量分别下降32.39%和56.72%。