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基于时隙-高度层协同的航路分配模型与算法

广西师范大学学报（自然科学版） 2011年第4期29卷 68-72页

作者：王兴隆王飞史永亮徐肖豪中国民航大学空中交通管理学院天津300300 中国民航工程咨询公司北京101318

为科学合理地利用航路资源,实现航路时隙和高度层的协同分配,本文建立了时隙-高度层协同分配模型,提出分配算法的步骤,采用FCFS、模糊聚类和人工鱼群算法来计算模型,并进行算例分析。结果显示:3种算法的总延误时间都为547 min,而模糊聚... 详细信息

为科学合理地利用航路资源,实现航路时隙和高度层的协同分配,本文建立了时隙-高度层协同分配模型,提出分配算法的步骤,采用FCFS、模糊聚类和人工鱼群算法来计算模型,并进行算例分析。结果显示:3种算法的总延误时间都为547 min,而模糊聚类和人工鱼群算法分配的第一优先级别的航班延误时间都为0,低于FCFS算法的40 min。FCFS、模糊聚类和人工鱼群算法分配的总延误成本分别为225 500元、123 100元和119 100元。

关键词：空中交通管理流量管理航路分配时隙高度层

考虑高度层的多层空中交通网络模型构建与分析

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考虑高度层的多层空中交通网络模型构建与分析

作者：刘寅北京交通大学

学位级别：硕士

空中交通系统包含机场、航路、管制扇区等诸多子系统,不同子系统之间相互联系、相互影响,一个环节出现问题,便会阻碍整个系统的正常运行。空中交通系统是民航运输中的关键系统,具有开放的复杂体系,对空中交通系统结构和特性的分析,是提... 详细信息

空中交通系统包含机场、航路、管制扇区等诸多子系统,不同子系统之间相互联系、相互影响,一个环节出现问题,便会阻碍整个系统的正常运行。空中交通系统是民航运输中的关键系统,具有开放的复杂体系,对空中交通系统结构和特性的分析,是提高民航运输基本安全性、运行高效性、系统科学性的基础。本文以成都管制区为例,运用复杂网络理论,结合空中交通运行的实际情况,构建了成都管制区管制扇区网络、机场网络和航路网络模型,对网络的拓扑结构进行了分析:具有小世界特性;具有连通性好、结构熵值小的特征;管制扇区网络、航路网络度分布相对集中,机场网络度值较大的节点较多;航路网络具有同配性,管制扇区网络和机场网络具有异配性。随后研究了网络耦合机制,将管制扇区网络、机场网络和航路网络耦合成多层空中交通网络,采用结构熵、度-度相关性等指标分析了其整体性质,接着从多层次的角度研究了网络的抗毁性,基于相对熵理论提出了新的抗毁性评价指标,并对成都管制区多层空中交通网络进行了实例研究。提出将飞行高度层划分为高、中、低三层并考虑进离场程序,通过定义高度层与航路点间的关联机制,构建了考虑高度层的多层网络模型,再运用线图理论对节点和边进行重新定义,并对网络进行重构,最终得到易于计算的单层网络模型。最后结合成都管制区开展实例研究,结果表明考虑高度层的耦合网络模型更加贴近实际,抗毁性能数据更加具有参考性。本文研究成果丰富了复杂网络理论在航空运输中的应用,具有一定的理论价值。

关键词：多层空中交通网络抗毁性高度层线图理论

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关于逆向飞行相遇前相互穿越高度层的讨论

空中交通管理 1997年第2期 18-19页

作者：孙强民航黑龙江省局航务处

随着民航事业的发展,航空器在空中由于各种原因相互穿越或占用对方高度层的情况越来越多,并且在逆向飞行时的情况占了很大比例,在民航总局1990年颁布的《中国民用航空空中交通管制工作规则》当中,对逆向飞行的规定是相当严格的,要求在... 详细信息

随着民航事业的发展,航空器在空中由于各种原因相互穿越或占用对方高度层的情况越来越多,并且在逆向飞行时的情况占了很大比例,在民航总局1990年颁布的《中国民用航空空中交通管制工作规则》当中,对逆向飞行的规定是相当严格的,要求在相遇前或相遇后十分钟穿越或占用对方高度层,并且上升或下降到符合垂直间隔规定的高度层。

关键词：高度层航空器测距台飞行空中交通管制相遇垂直间隔逆向导航设备民用航空

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智能算法在航空高度层冲突解脱优化中的应用

电子技术（上海） 2022年第3期51卷 38-41页

作者：赵浩迪朱代武中国民用航空飞行学院四川618300

阐述为解决复杂空中态势,对战略高度层冲突解脱算法进行优化。将航空器相关性进行预处理,使得规划模型规模明显下降,从而改进和优化算法。以西南某空域为背景开展数字实验,对比优化前与优化后模型算量,优化后模型求解难度明显降低。

关键词：算法优化高度层冲突解脱

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基于多维空间的航路利用率

科学技术与工程 2024年第7期24卷 3004-3009页

作者：谢春生胡泽涛张兆宁中国民航大学空中交通管理学院天津300300

航路利用率表征了空域中航路的利用情况,通过计算航路利用率可以实现对空域资源进行更合理、高效的利用。为了更加准确地计算给定时间段内固定航路的利用率,通过构建抽象的三维空间,提出了一种基于多维空间的航路利用率计算方法。在考... 详细信息

航路利用率表征了空域中航路的利用情况,通过计算航路利用率可以实现对空域资源进行更合理、高效的利用。为了更加准确地计算给定时间段内固定航路的利用率,通过构建抽象的三维空间,提出了一种基于多维空间的航路利用率计算方法。在考虑时间和空间两个角度之间的相互联系有了突破,从时间、航路、高度层三个维度建立航路时空利用率计算模型计算航路时空利用率,结合航路容量利用率,从时间、空间、容量三个角度出发,建立了航路利用率计算模型。最后通过算例分析计算得到某一空域四条航路的利用率。

关键词：航路利用率多维空间高度层航路航路时空利用率航路容量利用率

面向城市超低空物流场景的最小风险路径规划算法

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科学技术与工程 2023年第2期23卷 690-698页

作者：程洁郑远李诚龙江波刘东来中国民用航空飞行学院空中交通管理学院广汉618307 中国民用航空飞行学院计算机学院广汉618307 北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191

随着城市超低空物流运输场景的迅速发展,无人机路径规划的安全性显得尤为重要,针对现有路径规划算法无法满足超低空物流运输无人机在密集障碍物场景下进行安全轨迹规划的问题,基于A*算法,将三维环境依据飞行高度划分为多个高度层,以规... 详细信息

随着城市超低空物流运输场景的迅速发展,无人机路径规划的安全性显得尤为重要,针对现有路径规划算法无法满足超低空物流运输无人机在密集障碍物场景下进行安全轨迹规划的问题,基于A*算法,将三维环境依据飞行高度划分为多个高度层,以规划风险最小轨迹为目标,从时间、风险两个维度对A*算法的成本估计函数进行重构,从而提出面向城市超低空物流场景的最小危险路径规划算法。仿真实验一表明,本文提出的最小风险路径规划算法在3种不同城市场景,15种不同运行环境中,相比于传统轨迹规划算法,规划得到的路径安全距离平均增加60%,安全性显著提高;将该算法应用于多无人机多高度层的复杂城市场景中,实验结果表明,本文提出的最小风险路径规划算法在兼顾航程的同时可以为多架无人机规划安全性更高的路径;在实验三中运用蒙特卡洛法证明本文算法在路径规划算法中的可靠性与鲁棒性,为城市超低空物流场景提供了安全性更高的路径规划方法。

关键词： A*算法高度层路径规划权重系数分配风险等级

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预警机空域配置对责任区覆盖的影响

现代雷达 2016年第11期38卷 7-10,29页

作者：祁炜李侠蔡万勇鲁千红空军预警学院陆基预警装备系武汉430019

针对预警机遂行责任区情报保障任务时的空域配置问题,提出了对责任区实时有效全覆盖和确保自身安全两条基本原则,并以预警机实际垂直探测威力为基础,构建了重点高度层实时全覆盖区域估算模型。通过仿真,分析了实时全覆盖区和预警机空域... 详细信息

针对预警机遂行责任区情报保障任务时的空域配置问题,提出了对责任区实时有效全覆盖和确保自身安全两条基本原则,并以预警机实际垂直探测威力为基础,构建了重点高度层实时全覆盖区域估算模型。通过仿真,分析了实时全覆盖区和预警机空域配置关键参数之间的关系,其结果表明当预警机直飞航线平行于带状责任区近界时,可获得最大的实时覆盖长度,在实际的预警机空域配置中具有一定的实用价值。

关键词：预警机空域配置高度层责任区覆盖

基于改进Event模型的航路飞行过程垂直碰撞风险研究

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航空工程进展 2022年第1期13卷 129-134页

作者：岳睿媛苏彬朱新平曹哲中国民用航空飞行学院计算机学院广汉618307 中国民用航空飞行学院科研处广汉618307 中国民用航空飞行学院空中交通管理学院广汉618307

随着民航空域运行的日益繁忙,如何从量化分析的角度构建有效合理的数学模型对航路飞行碰撞风险进行量化评估,提高航路规划与管理的科学性是业界面临的重要问题。提出基于改进Event模型的航路飞行过程垂直碰撞风险评估方法,用符合航空器... 详细信息

随着民航空域运行的日益繁忙,如何从量化分析的角度构建有效合理的数学模型对航路飞行碰撞风险进行量化评估,提高航路规划与管理的科学性是业界面临的重要问题。提出基于改进Event模型的航路飞行过程垂直碰撞风险评估方法,用符合航空器在空间上速度矢量分布的几何体即两个拼接的椭圆锥体碰撞盒代替原Event模型中的长方体碰撞盒计算航空器穿越相邻高度层的概率;并利用改进前后碰撞盒的面积大小比值推导改进后航路中航空器的垂直碰撞风险公式,将碰撞风险参数带入改进后的碰撞风险公式进行计算验证。结果表明:改进方法计算的航空器在航路中垂直碰撞风险是原长方体Event模型碰撞风险模型的13%左右,是原椭球体Event模型碰撞风险模型的67%左右,使用该方法进行量化评估是可行的。

关键词：改进Event模型平行航路碰撞风险拼接椭圆锥体高度层

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城市空中交通空域架构及轨迹规划方法

科技和产业 2023年第8期23卷 268-273页

作者：刘东来江波郑远李诚龙中国民用航空飞行学院空中交通管理学院四川广汉618307 中国民用航空飞行学院计算机学院四川广汉618307

随着航空领域分布式电推进技术的成熟和航空电动化的趋势,各国相继提出基于电动垂直起降(eVTOL)航空器载具的城市空中交通(UAM)运行概念。在该运行概念设计中如何选择适合eVTOL运行的空域架构及其配套的轨迹规划方法是实施城市空中交通... 详细信息

随着航空领域分布式电推进技术的成熟和航空电动化的趋势,各国相继提出基于电动垂直起降(eVTOL)航空器载具的城市空中交通(UAM)运行概念。在该运行概念设计中如何选择适合eVTOL运行的空域架构及其配套的轨迹规划方法是实施城市空中交通运行的关键技术问题。对eVTOL载具现状与运行性能指标进行初步调研,研讨不同城市空域架构的利弊,并基于选定的高度层空域架构设计多机协同轨迹规划方法,与传统智能算法相比,较好地实现了多机协同轨迹规划功能,且规划时间效率提高了53.13%。

关键词：城市空中交通(UAM) 电动垂直起降(eVTOL)飞行器空域架构高度层轨迹规划