冲突解脱

摘要： 为解决复杂融合空域内的无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)冲突解脱过程中消耗大的问题,提出基于速度障碍法的合作型无人机的最优防相撞策略。首先根据有限时间的速度障碍法进行冲突探测,并推导出解脱条件下冲突双方航向改变量与速度大小改变量满足的关系,再将合作博弈概念用在冲突解脱过程中,利用最优化理论,将联盟福利最优解作为博弈双方最优解脱策略。该冲突解脱算法基于无人机冲突双方最小机动与满足自身性能约束的原则,实现支付代价最小前提下的实时冲突解脱。仿真结果表明该算法在不同冲突场景下具有可行性、实时性与高效性。

摘要： 复杂动态环境下自主避障能力已成为无人机亟待解决的关键问题。针对现有避障算法通过调向或调速进行规避障碍的缺点,基于速度障碍法,提出一种同时调向与调速的混合避障策略。首先,根据速度障碍法原理,判断无人机与动态障碍物是否存在飞行冲突;然后,分别在单动态障碍物和多动态障碍物场景下,利用数学公式精确推导出无人机避障所需要调整的航向与速度大小之间的关系;最后,在目标函数的约束下,完成最优避障策略的求解。仿真结果表明,在单/多动态障碍物威胁下,所提算法具有有效性与高效性。

摘要： 为了应对自由飞行时飞机间的冲突解脱问题,利用遗传算法具有的简单、应用范围广以及扩展性强等显著特点,提出了一种基于遗传算法得到最优冲突解脱航迹的路径规划算法。仿真结果表明,对于两机间以及多机间的飞行冲突解脱问题,该算法均能通过改变飞行航向快速有效地得出最优冲突解脱路径,达到解脱的目的。

摘要： 随着我国空中交通业务总量的逐年攀升和碳交易市场的开放,同时兼顾运行安全和节能减排成为民航相关单位关注的焦点,而优化飞行高度层分配策略是一种有效措施,可通过合理的高度层分配,使得空域内总的碳排放量最小,同时减少管制员的工作负荷。以某空域内的两条交叉航路为分析对象,建立基于4D航迹的高度层分配和战术冲突解脱模型,将分类及编组航班指派到不同高度层,利用匈牙利解法求解,采用控制过点时刻的方法来实现冲突解脱。经过算例分析,表明策略能有效降低航班总的燃油消耗,并可提高空中交通的安全性和有序性。

摘要： 针对传统无人机路径规划方法难以满足无人机在复杂山区环境应用这一缺点,提出一种基于蚁群算法并利用插值算法和容斥算法优化的无人机三维路径规划算法。通过无人机飞行约束条件和对蚁群算法的优化在所建立的三维空间中得到最优路径。利用二次、三次样条插值、容斥算法等优化算法对无人机路径优化,规划出一条更加平滑的便于无人机执行的最佳路径,并建立了无人机冲突约束,解决了无人机冲突。

摘要： 为解决低空无人机冲突解脱过程中个体支付成本不公平问题,提出了基于合作博弈“核仁解”概念的多机冲突解脱算法。针对低空多机冲突场景的特点,基于“核仁解”概念,建立无人机冲突解脱支付矩阵。结合人工势场法与蚁群算法的优点,提出基于人工势场法-蚁群算法(APF-ACO)的冲突解脱混合求解策略。仿真结果表明:综合计算时间、可行性与系统效率3个评价指标,APF-ACO混合求解策略效能最优;基于合作博弈“核仁解”的求解策略在一定程度上可提升个体公平性;同时能够在牺牲少量整体利益的前提下,拥有优先级无人机的快速规划达到目标。

摘要： 为解决多航空器在飞行区场面活动时存在的冲突问题,以优化后的滑行路径距离作为目标代价函数,提出一种滑动时间窗与GA相融合的冲突解脱模型。首先在滑行规则、安全间隔与滑行道实际条件等约束条件下构建场面滑行路径模型;其次提出基于滑动时间窗与GA融合的求解算法;最后选取成都双流机场为例进行仿真,并与传统GA算法进行对比分析,证明基于改进GA的算法模型在飞行区冲突解脱上更具有鲁棒性与自适应性。

摘要： 针对机场场面运行中部分航空器剩余滑行时间较短、准时性低的现状,研究滑行道调度优化问题.在构建基于时间富余度控制的滑行道调度优化模型中,优先考虑以剩余滑行时间为主的航空器动态优先级;以我国某大型机场的场面运行数据为基础,采用生物地理学算法进行仿真验证.结果显示:与经典的先到先服务策略相比,航空器到达滑行终点的误差由1499 s降至553 s,降低了63.1％,冲突航空器到达误差从371 s降至147 s,降低了60.3％;在冲突解脱方面,由剩余滑行时间较多的航空器承担更多的冲突等待,有效减少航空器滑行冲突次数,保障后续停机位指派与跑道调度的有效性,大大提高了滑行道的滑行效率.

摘要： 随着航空事业的发展,有限的空域资源和交通流量之间的矛盾变得日益突出,使得飞行冲突的可能性增加,因此为保证飞行的安全,需要对飞行冲突探测与解脱进行研究.由于存在许多不确定因素,使得系统输入较为复杂,而模糊系统具有鲁棒性,能够适应不断变化的情况.因此本文主要采用模糊系统对飞行冲突进行智能化管理.实验表明,该系统能够以消耗最少为原则成功为有潜在冲突的飞机重新规划一条无冲突路径.

摘要： 随着民航业的快速发展和旅客出行需求的增长,多跑道机场开始大量投入使用,为了提高多跑道机场跑道穿越的安全性和运行效率,针对起飞飞机前侧穿越跑道和起飞飞机后侧穿越跑道两种方式,提出了跑道穿越冲突解脱模型,并建立了AnyLogic仿真逻辑模型.以重庆江北机场为案例,在考虑减跑道起飞条件、电磁环境影响和跑道穿越安全距离的情况下,以AnyLogic作为仿真平台,对41架航班进行仿真优化,通过仿真得到起飞飞机前、后侧混合穿越方式所需的总滑行时间为10455 s,起飞飞机前侧穿越方式总滑行时间为12491 s,运行效率提升了约16.30％,验证了起飞飞机后侧穿越跑道的合理性.

摘要： 复杂低空空域环境下多飞行器冲突解脱方法可以有效地提供冲突解脱策略,实时规划飞行器四维航迹,避免飞行器之间发生危险接近事故或者碰撞,从而保障空域运行安全.然而,随着飞行器数目的不断增长,冲突解脱面临"维数灾难",导致问题具有高维度、强耦合等难点.因此,传统的优化方案难以得到令人满意的方案.为了提高冲突解脱效率,保障运行安全,基于满意博弈论方法,考虑低空飞行器运动特点,构建冲突解脱模型,设计冲突解脱方法.飞行器主要采用改变航向角的策略.通过基于条件概率的方法来建立"社会关系",即当前飞机所做的决策对其他飞机产生的影响.每个飞行器在决策时,都会受到优先级比自己高的决策者的影响.基于满意博弈论的冲突解脱方法不仅可以有效地解决当前飞行器的冲突问题,而且兼顾探测范围内的其他飞行器,避免当前解脱策略导致与其他飞行器冲突,实现整体最优化.最后,通过在极端典型飞行冲突场景中实验验证表明,基于满意博弈论的冲突解脱方法可以实时高效实现大规模飞行器的冲突解脱,保障飞行安全且控制经济成本.

摘要： 冲突解脱技术是在高密度空中交通流量下保障空域飞行安全的核心技术之一.在预测到未来可能发生飞行冲 突时,冲突解脱算法能够重新规划出可以避免飞行冲突的轨迹,保证飞行安全.本文采用空间域解脱和时间域解脱相 结合的方法进行两机冲突解脱,并采用两两逐对解脱的方式进行多机冲突解脱.多机解脱过程中,采用启发式搜索算 法确定逐对解脱次序,从而给出最优的逐对解脱策略.最后通过两个典型场景下的仿真对算法进行了验证和分析.

摘要： 随着空中交通流量的增加，我国的空中交通系统面临着越来越严重的航线拥挤，飞行阻塞情况变得日益严重。自由飞行是解决这一问题的有效方法，即允许飞行员选择最合适自己的飞行航线和飞行速度，其优势显而易见，但同时增加了冲突的可能性。本文采用非线性规划方法来解决飞行中的冲突问题，提出了两种不同的方案：第一，只允许速度变化的策略;第二，只允许航向角变化。我们的目标要使飞行中所用时间最小。针对两种方案分别列出非线性限制公式，找出最优的解脱办法，最后用具体实例验证了该方法的可行性。

摘要： 机场交通流量的快速增长使停机坪滑行道区域冲突加剧、滑行效率减低,并造成严重的航班延误.本文分析了航空器在停机坪滑行道区域可能会出现的冲突情况,通过引入析取网络,结合部分实际运行的约束条件,对该区域滑行的飞机流进行建模。建模将优化航空器运行时间及顺序,使停机坪滑行道区域滑行的航空器产生的航班延误降到最小,并分析这种建模方法对机场地面容量的影响。利用国内某机场的实际航班数据进行仿真计算,得到的延误结果以及容量评估结果验证了析取网络模型的可行性和优越性。

摘要： 机场交通流量的快速增长使停机坪滑行道区域冲突加剧、滑行效率减低,并造成严重的航班延误.本文分析了航空器在停机坪滑行道区域可能会出现的冲突情况,通过引入析取网络,结合部分实际运行的约束条件,对该区域滑行的飞机流进行建模。建模将优化航空器运行时间及顺序,使停机坪滑行道区域滑行的航空器产生的航班延误降到最小,并分析这种建模方法对机场地面容量的影响。利用国内某机场的实际航班数据进行仿真计算,得到的延误结果以及容量评估结果验证了析取网络模型的可行性和优越性。

摘要： 机场交通流量的快速增长使停机坪滑行道区域冲突加剧、滑行效率减低,并造成严重的航班延误.本文分析了航空器在停机坪滑行道区域可能会出现的冲突情况,通过引入析取网络,结合部分实际运行的约束条件,对该区域滑行的飞机流进行建模。建模将优化航空器运行时间及顺序,使停机坪滑行道区域滑行的航空器产生的航班延误降到最小,并分析这种建模方法对机场地面容量的影响。利用国内某机场的实际航班数据进行仿真计算,得到的延误结果以及容量评估结果验证了析取网络模型的可行性和优越性。

摘要： 机场交通流量的快速增长使停机坪滑行道区域冲突加剧、滑行效率减低,并造成严重的航班延误.本文分析了航空器在停机坪滑行道区域可能会出现的冲突情况,通过引入析取网络,结合部分实际运行的约束条件,对该区域滑行的飞机流进行建模。建模将优化航空器运行时间及顺序,使停机坪滑行道区域滑行的航空器产生的航班延误降到最小,并分析这种建模方法对机场地面容量的影响。利用国内某机场的实际航班数据进行仿真计算,得到的延误结果以及容量评估结果验证了析取网络模型的可行性和优越性。

摘要： 机场交通流量的快速增长使停机坪滑行道区域冲突加剧、滑行效率减低,并造成严重的航班延误.本文分析了航空器在停机坪滑行道区域可能会出现的冲突情况,通过引入析取网络,结合部分实际运行的约束条件,对该区域滑行的飞机流进行建模。建模将优化航空器运行时间及顺序,使停机坪滑行道区域滑行的航空器产生的航班延误降到最小,并分析这种建模方法对机场地面容量的影响。利用国内某机场的实际航班数据进行仿真计算,得到的延误结果以及容量评估结果验证了析取网络模型的可行性和优越性。

摘要： 机场交通流量的快速增长使停机坪滑行道区域冲突加剧、滑行效率减低,并造成严重的航班延误.本文分析了航空器在停机坪滑行道区域可能会出现的冲突情况,通过引入析取网络,结合部分实际运行的约束条件,对该区域滑行的飞机流进行建模。建模将优化航空器运行时间及顺序,使停机坪滑行道区域滑行的航空器产生的航班延误降到最小,并分析这种建模方法对机场地面容量的影响。利用国内某机场的实际航班数据进行仿真计算,得到的延误结果以及容量评估结果验证了析取网络模型的可行性和优越性。

摘要： 本发明提供了基于路径动态分组的复杂机场场面冲突探测与解脱方法，所述方法结合实际场面冲突探测与解脱过程，实现进离场航班的场面滑行仿真，包括滑行路径动态分组，体现的是对滑行过程的划分；以“时序‑点‑序列”为基础仿真逻辑，体现的是对客观运行过程的抽象；基于路径分组的冲突探测与解脱，实现了先组间、后组内的冲突识别与避让机制。该算法贴近实际管制目的，能够实现基于业务需求的仿真推演，从而使结果真实可信。

摘要： 本发明涉及航空管制技术领域，尤其涉及一种飞行冲突解脱管制指令的评估方法。包括以下步骤：S1，读取管制指令，获取冲突解脱航迹；S2，根据所述冲突解脱航迹，计算飞行冲突指数；S3，在所述飞行冲突指数基础上，以有效性、准确性和时效性三个指标构建飞行冲突评估指标体系。本发明实施例通过计算得到冲突指数基础上，以有效性、准确性和时效性三个指标构建飞行冲突评估指标体系，实现对冲突解脱管制指令的全面、详细评估。

摘要： 本发明提出一种航迹不确定性条件下的飞行冲突自主解脱方法，属于空中交通管理领域；具体是：首先，在地面搭建目标区域内的若干航空器飞行航迹的概率可达模型；利用各航空器的历史航迹数据拟合预测概率可达模型的参数，得到各航空器的航迹概率分布。然后，根据各航空器的航迹概率分布进行冲突判定，构建航空器冲突解脱的自主决策模型。最后，采用多智能体深度确定性策略梯度算法，对自主决策模型进行求解，得到在航迹不确定性条件下的n架航空器冲突时最优的改航点集合A。本发明利用数据驱动的方法提前获取航空器航迹概率分布，从而实现快速的中长期机载端航迹预测。

摘要： 本发明提供了基于栅格模型的大规模空域使用计划冲突检测与解脱方法，本方法根据空域使用计划将空域环境栅格化，对连续空域进行栅格离散并数字化编码；建立以网格编码为主键的空域网格内置属性，数字化描述空域占用关系；建立基于栅格模型的空域数字化描述方法，实现传统空域形状的栅格化表征；建立空域冲突函数，利用网格内置属性计算判定多个空域使用计划的冲突空域；设计4维平移空域冲突解脱算法，实现空域冲突动态解脱。本发明不仅能够快速有效地检测大规模用空计划的空域冲突位置和范围，并且可以在线求解空域解脱方法，全部过程通过网格编码计算，降低了运算复杂度，有效提高了计算效率。

摘要： 本发明公开了一种复杂低空飞行多机冲突探测与解脱方法及系统。该方法包括：获取任意两个航空器之间的当前飞行参数以及相对位置关系；根据所述当前飞行参数确定潜在冲突集合以及汇聚冲突集合；根据所述相对位置关系建立多机飞行冲突解脱模型；获取多个航空器的当前飞行状态；根据所述当前飞行状态、所述潜在冲突集合以及所述汇聚冲突集合确定冲突解脱组；按照解脱优先级从高到低的顺序，依次将所述冲突解脱组内的航空器输入到所述多机飞行冲突解脱模型中，确定冲突避让行为。采用本发明所提供的方法及系统，能够在飞行员无法完全依靠自主行为完成安全、高效飞行的情况下，为飞行员提供冲突避让决策辅助。

摘要： 本发明提供了一种基于推演评估的空域冲突解脱规则创建方法及系统，该方法包括：步骤S1，根据用空需求提取空域使用信息并建立空域集合；步骤S2，检测用空需求冲突；步骤S3，创建空域冲突解脱规则；步骤S4，执行冲突解脱规则；步骤S5，推演评估空域冲突解脱后的空域使用情况。该系统包括：空域集合建立模块、用空需求冲突检测模块、空域冲突解脱规则创建模块、冲突解脱规则执行模块和推演评估模块。本发明提供的基于推演评估的空域冲突解脱规则创建方法及系统，根据不同运行需求生成对应的空域冲突解脱规则，并对空域冲突解脱后空域使用的推演评估，可给出适合当前运行活动的空域冲突解脱规则，贴近实际，可操作性强。

摘要： 本发明公开一种无人机飞行冲突解脱方法及解脱系统，该方法包括通过全域数据分析获得由所有可能撞击的无人机的状态组成的碰撞空间；在碰撞空间内任意一对无人机之间的距离小于或等于设定的安全距离时，判定该对无人机发生冲突并触发TA警报；基于复杂网络以每个无人机所在位置为节点建立网络模型；并在节点之间建立连接；在发生冲突的每对节点之间的距离随时间逐渐减小时，判定该对节点即将发生碰撞并触发RA警报；根据即将发生碰撞的两节点之间连线的边缘权重确定关键节点；根据与关键节点连线的鲁棒性，或与关键节点连接的边的数量确定移动方向，根据移动方向形成避撞指令并向关键节点发送。该方案解决了现有技术中解脱效率低的问题，实现了飞行冲突解脱的简洁、实用、高效。

摘要： 本发明公开了一种基于改进速度障碍法的无人机冲突探测与冲突解脱方法，其包括：步骤1、建立冲突探测模型；步骤2、根据冲突探测模型得出发生冲突和无冲突的条件；步骤3、无人机感知入侵机的位置和速度，根据发生冲突和无冲突的条件预测：当满足发生冲突的条件，重新选择无人机的速度，至步骤4；当满足无冲突的条件，无人机按原航迹飞行；步骤4、冲突解脱后，保持无人机冲突解脱时的速度大小不变，改变其方向，使之朝目标点飞行；本发明解决了速度障碍法在重新选择速度时的随意性和容易抖动，转换无人机最佳速度，提高了向目标点飞行速度，冲突解脱后不恢复原航迹缩短了路程，减少了机动次数，引入B样条曲线，避免无人机转弯角度过大。

摘要： 本发明提出一种航迹不确定性条件下的飞行冲突自主解脱方法，属于空中交通管理领域；具体是：首先，在地面搭建目标区域内的若干航空器飞行航迹的概率可达模型；利用各航空器的历史航迹数据拟合预测概率可达模型的参数，得到各航空器的航迹概率分布。然后，根据各航空器的航迹概率分布进行冲突判定，构建航空器冲突解脱的自主决策模型。最后，采用多智能体深度确定性策略梯度算法，对自主决策模型进行求解，得到在航迹不确定性条件下的n架航空器冲突时最优的改航点集合A。本发明利用数据驱动的方法提前获取航空器航迹概率分布，从而实现快速的中长期机载端航迹预测。

摘要： 本发明公开了一种基于多机群的飞机交通冲突解脱方法及系统，根据机群的飞行信息生成预飞路线；采用预设的冲突判断准则判断预飞路线是否发生冲突；不发生冲突则根据预飞路线控制机群飞行，并采集机群的实时飞行信息，根据飞行信息生成实际飞行路线；比对实际飞行路线和预飞路线是否发生偏移，若偏移超过预设的范围采用预设的冲突判断准则判断实际飞行路线是否发生冲突；根据机群实际飞行路线、飞行的高度、位置和空速判断冲突的位置；根据冲突的位置信息生成解脱冲突路线，根据解脱冲突路线控制机群解脱冲突。本发明通过预飞路线与冲突判定模块中的判定数值比对，生成机群预飞飞行路线，有效地避免了多机群之间发生交通冲突的风险。