● 摘要
近年来,低空开放和通用航空的普及将给我国的航空业带来新的契机,可以预见的是,在未来的几年内,我国的航班数量和航行班次数将实现快速的增长。同时,这也将给我国的现有航空管理体制提出新的挑战。空中交通必须要保证飞行器在执行任务时的飞行安全。从微观角度来说,空域日益拥堵导致飞行器之间安全间隔难以保持,飞行冲突以及危险接近事故征候频繁,严重威胁飞行安全;从宏观角度来说,流量的激增将导致空域飞行器数量的整体增加和飞行器数量的剧烈波动,给管控带来难题,也间接导致了危险发生的可能性。
为了保证飞行安全,航空界提出了多种方法。从微观来说,合理的飞行冲突解脱方法是保证飞行器安全飞行的关键技术。然而传统基于线性规划的冲突解脱方法只允许飞机进行速度或角度的改变,降低了飞机灵活性,难以满足最大程度消除冲突的需求。从宏观来说,适当的流量管理策略将有效地调整空域的流量结构,从而降低冲突可能性。
本文主要研究了四种战术方法以及一种战略冲突调控方法。本文首先以最小化解脱代价为目标,基于整数规划构建飞机速度、航向角及高度层可以同时优化的数学模型,并采用CPLEX软件求解。通过在经典场景中实验验证表明,本文所提方法可以有效求解更大规模飞机之间的冲突解脱问题。之后,本文基于地面等待策略提出了流量管理的方法,通过适当的模型建立,达到了很好的效果。
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