基于Frenet标架下三维元胞自动机的舰载机集群运动建模

摘要

舰载机集群运动建模可以廉价高效地对舰载机飞行效率进行分析研究,为提高航母作战能力提供有力支持.目前国内外公开的研究工作很少有涉及舰载机集群运动的,可以借鉴的关于飞行器集群方面的工作,这些工作中又很少有涉及整个飞行空域内集群运动的模拟.针对上述问题,本文提出了一种基于Frenet移动标架下的三维元胞自动机模型来实现舰载机集群运动的模拟.通过沿舰载机预定航线轨迹构建Frenet移动标架,基于该标架进行元胞剖分并采用三维元胞自动机模型建模求解整个空域内舰载机之间的运动,最终实现整个空域内舰载机集群交通运动的模拟.实验结果表明,本文方法可以较好地模拟舰载机在各种环境下的起降以及巡航行为,并且针对5千公里的航线,可以实时对约8万架次舰载机的运动状态进行计算.