基于多agent技术的飞机协同飞行建模与仿真

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1、第１３卷第６期交通运输工程学报Ｖｏｌ．１３Ｎｏ．６２０１３年１２月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴｒａｆｆｉｃａｎｄＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｃ．２０１３文章编号：１６７１１６３７（２０１３）０６００９００９基于多Ａｇｅｎｔ技术的飞机协同飞行建模与仿真叶博嘉１，２，胡明华１，２，田勇１，３（１．南京航空航天大学民航学院，江苏南京２１００１６；２．南京航空航天大学国家空管飞行流量管理技术重点实验室，江苏南京２１００１６；３．乔治梅森大学空中交通运输系统研究中心，弗吉尼亚费尔法克斯２２０３０）摘要：应用多Ａｇｅｎｔ建模与仿真技术，研究了飞机Ａｇｅｎｔ在空中走廊中的

2、飞行风险。根据空中走廊内飞机Ａｇｅｎｔ的飞行目标、主要功能和内部结构，分析了飞机Ａｇｅｎｔ的推理规则和协同状态，提出了协同飞行的交互结构，利用混合式仿真方法进行仿真试验。仿真结果表明：当大型飞机的最大、最小巡航速度分别为８８０、６２０ｋｍ·ｈ－１，中型飞机的最大、最小巡航速度分别为７９０、５２５ｋｍ·ｈ－１，且２种机型加速度的最大值、最小值均分别为０．６０８、－０．７８０ｍ·ｓ－２时，空中走廊中飞机的飞行状态可以划分为４种典型工况；第１种工况下，飞机的速度始终为７４５．１７ｋｍ·ｈ－１，总飞行时间为７０８ｓ；第２种工况下，飞机根据前方飞机调整自身飞行速度，飞机初始速度为６５８ｋｍ·

3、ｈ－１，最大速度为－１，总飞行时间为６４８ｓ；第３种工况下，飞机为避免飞行冲突变更空中走廊中的飞行线７７８ｋｍ·ｈ路，总飞行时间为７４４ｓ；第４种工况下，飞机因安全问题脱离空中走廊，总飞行时间为６６ｓ。提出的模型可满足实际要求。关键词：航空运输；协同飞行；建模与仿真；多Ａｇｅｎｔ技术；空中走廊中图分类号：Ｖ３５５．２文献标志码：Ａ犕狅犱犲犾犻狀犵犪狀犱狊犻犿狌犾犪狋犻狅狀狅犳犮狅犾犾犪犫狅狉犪狋犻狏犲犳犾犻犵犺狋犫犪狊犲犱狅狀犿狌犾狋犻犪犵犲狀狋狋犲犮犺狀犻狇狌犲１，２，ＨＵＭｉｎｇｈｕａ１，２，ＴＩＡＮＹｏｎｇ１，３ＹＥＢｏｊｉａ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＡｖｉａｔｉ

4、ｏｎ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００１６，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ；２．ＮａｔｉｏｎａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｉｒＴｒａｆｆｉｃＦｌｏｗＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００１６，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ；３．ＣｅｎｔｅｒｆｏｒＡｉｒＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｓＲｅｓｅａｒｃｈ，ＧｅｏｒｇｅＭａｓｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆａｉｒｆａｘ２２０３０，Ｖｉｒｇｉｎｉａ，ＵＳＡ）犃

5、犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｈｅｆｌｉｇｈｔｒｉｓｋｏｆａｉｒｃｒａｆｔａｇｅｎｔｆｌｙｉｎｇｉｎａｉｒｃｏｒｒｉｄｏｒｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｂｙｕｓｉｎｇｍｕｌｔｉａｇｅｎｔｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｆｌｉｇｈｔａｉｍ，ｍａｉｎｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｉｎｔｅｒｉｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆａｉｒｃｒａｆｔａｇｅｎｔｉｎａｉｒｃｏｒｒｉｄｏｒ，ｔｈｅｉｎｆｅｒｅｎｃｅｒｕｌｅａｎｄｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｓｔａｔｅｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｆｌｉｇｈｔｗ

6、ａｓｐｕｔｏｕｔ，ａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｂｙｕｓｉｎｇｈｙｂｒｉｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅｍａｘｉｍｕｍａｎｄ－１ｍｉｎｉｍｕｍｃｒｕｉｓｉｎｇｓｐｅｅｄｓｏｆｌａｒｇｅｓｉｚｅｄａｉｒｃｒａｆｔａｒｅ８８０，６２０ｋｍ·ｈｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍａｎｄ－１ｍｉｎｉｍｕｍｃｒｕｉｓｉｎｇｓｐｅｅｄｓｏｆｍｅｄｉｕｍｓｉｚｅｄａｉｒｃｒａｆｔａｒｅ７９０，５２５ｋｍ·ｈｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄｔｈｅｍａｘｉｍｕｍ－２，ｔｈｅａｉ

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