基于时间和速度优化的飞机起飞调度方法研究

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1、哈尔滨T程大学硕+学位论文摘要本课题针对固定区域内的飞机以最短时间为目标，完成一个批次飞机的起飞调运任务，深入研究了飞机调运路径规划和并行起飞调度方法，满足飞机运动约束条件，同时实现了不同起飞位的作业负载均衡，并进行了三维视景仿真验证。首先基于栅格法建立了飞行场地的环境模型和简化的飞机矢量模型。利用B样条的凸包性、连续性、局部调整性等特点进行飞机调运路径规划，同时以速度和转角为约束条件，以路径最短为目标，采用B样条方法规划出一个批次飞机从停机位到起飞位的调运路径，实现了飞机到不同起飞位的调运路径规划。其次基于模

2、拟退火算法以多个起飞位并行作业负载均衡、时间最短为目标，设计了飞机的预调度方案，得到飞机的预调度起飞时间序列；得到了一个批次飞机面向不同起飞位的并行调度方案。针对预调度中所存在的不同调度队列飞机间碰撞冲突的问题，提出速度优化的方案，解决碰撞冲突，从而得到飞机安全、可行、快速的动态调度方案。最后对调运路径规划和调度算法进行视景仿真验证，基于MultigenCreator建立了飞机和船舶的实体模型，加入纹理、光照、材质以及DOF等特殊效果加强模型的外形逼真度和动态特性：运用实时仿真软件Vega加载飞机的三维实体模型

3、，建立飞机调度的仿真场景，包括天空、海洋、尾迹等，增强可视化效果，为仿真程序设置初始配置；应用Vega和VisualC++开发了三维视景仿真软件平台，通过调入飞机调运路径规划和起飞调运方案，更直观的验证了算法的可行性。关键词：飞机；调运路径规划：调度；B样条；模拟退火；视景仿真；哈尔滨丁程大学硕士学位论文AbstractAimingatairplanesinfixedareaandonthegoaloftheshortesttimetocompleteabatchofairplanestakingoffallo

4、cationandtransportationmission,theairplaneallocationandtransportationpathplanningandparalleltakeoffschedulingmethodaredeeplyresearched,andtheairplanemotionconstraintconditionsalesatisfied．Meanwhile，theloadsoftake-offassignmentsorientedmultipletake-offpoints’

5、workisbalanced，andtheresultisverified晰m3一dimensionalvisualsimulation．First，themodelofflightfieldcircumstanceissetupbasedon鲥dmethodandthesimplevectormodeloftheairplaneiscreated．AccordingtotheB-splineconvexhull，continuity,partialadjustment，theairplaneallocatio

6、nandtransportationpathisplanned，someplannedpathsfromthelandingpointstothreetake-offpointsaregeneratedforeachairplane．Secondly,theairplanepre-schedulingschemeisdesignedb嬲edonsimulatedannealingalgorithm，andtheparallelschedulingschemeisgeneratedforabatchofairpl

7、aneorientedmultipletake-offpoints．Inviewofthecollisionproblembetweendifferentschedulingqueuesexistedinpre—scheduling，thespeedoptimizationschemeismadetoresolvethecollisionproblem，thenasafe，feasible，fastdynamicairplaneschedulingschemeisgenerated，Finally,theall

8、ocationandtransportationpathplanningandschedulingalgorithmarevaiidated、^dmvisualsimulation．TheentitymodelsofairplaneandshiparesetupbasedonMultigenCreator,anda3一dimensionalvisualsimulationsoftwar