A-SMGCS滑行道冲突预测与避免控制

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1、第43卷第4期2011年8月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics&AstronauticsVoI．43No．4Aug．2011A—SMGCS滑行道冲突预测与避免控制朱新平汤新民韩松臣(南京航空航天大学民航学院，南京，2l0016)摘要：针对先进机场场面引导与控制系统(Advancedsurfacemovementguidanceandcontrolsystem，A—SMGCS)滑行道冲突预测与避免控制，提出基于事件反馈的闭环控制框架，并重点解决对头冲突预测与避免控制问题。建立滑行道受控着色P

2、etri网模型。提出航空器可控滑行路段概念，并给出其对应子模型的生成规则．利用子模型中环路和环路链，给出无对头冲突的充分必要条件。提出对头冲突避免控制策略，以及适合实时控制的对头冲突预测与避免控制算法。算倒表明本文能根据场面状态及时识别对头冲突并实现冲突避免．关键词：先进机场场面引导与控制系统；滑行道控制；冲突预测与避免；Petri网中图分类号：V351．11文献标识码：A文章编号：1005—2615(2011)04一0504—07ConflictPredictionandAVoidanceControlforA—SMGCSTaxiwayZ^越X西妒i

3、，29，7’口，lgXi砚，行i咒，JF此咒5D咒∥^P雄(CollegeofCivilAviation，NanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Theclosedloopcontr01architecturebasedonevent—feedbackisproposedforconflictpredictionandavoidancecontrolofadvancedsurfacemovementguidanceandcontrolsystem

4、(A—SMGCS)taxiway．Thehead—onconflictpredictionandavoidancefortaxiwayisinVestigatedintensiVely．ControUedcoloredPetrinetmodelfortaxiwayisconstructed．Thecontrolledtaxiingroutesegmentconceptispreseuted，andrulesforgeneratingrelatedsub—modelareprovided．Usingloopsandloopchainscontainedi

5、nthesub—modeI，thesufficientandnecessaryconditionforhead—onconflict—freeoperationoftaxiwayispresented．Theavoidancestrategiesandrealtimecontrolalgorithmforhead—onconflictpredictionandavoidanceareproposed．TheexampledemonstratesthattheproposedstrategiescanidentifyandaVoidhead—onconf

6、lictontaxiwayintimebymonitoringthesurfacestate．Keywords：advancedsurfacemovementguidanceandcontrolsystem；taxiwaycontrol；conflictpredic-tionandavoidance；Petrinet随着航空运输的发展，飞行区场面交通日益拥挤。增建跑道或滑行道来提升场面运行能力的方式往往受制于地理环境因素无法展开，且工程建设周期较长，难以及时发挥效益。因此，借助先进自动控制技术提升场面管制能力受到各方重视。国际民航组织提出的先进机场场面

7、引导与控制系统(Ad—Vancedsurfacemovementguidanceandcontrolsystem，A—SMGCS)实施方案，采用多种传感技术获取场面目标信息并实现冲突控制，已成为场面运行自动化控制系统的实施标准[1】，并在欧洲多个机场展开[24]。A—SMGCs包括监视、控制、路由和引导4个模块。其中，控制模块接收监视模块获取的目标信息，并结合路由模块的路由信息，进行冲突预测与避免控制。本文主要研究控制模块中的滑行道冲突预测和避免控制，并假设其他模块可提供必要信息输入。基金项目：国家自然科学基金(60879011)资助项目；教育部博士点

8、基金(200802871022)资助项目；南京航空航天大学研究生创新基地(实验室)开放基金(2