空中交通飞行冲突解决方法研究

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1、中国民航大学硕士学位论文空中交通飞行冲突解决方法研究姓名：郭茜申请学位级别：硕士专业：交通运输规划与管理指导教师：聂润兔20081222中国民航大学硕士学位论文摘要随着航空运输的不断发展，空中交通系统面临着越来越严重的航线拥挤，飞行冲突日益频繁，给现有的空中交通管理系统带来前所未有的压力。自由飞行是解决该问题的有效途径，即允许飞行员选择最适合自己的飞行速度和飞行路线。飞行冲突的探测和解决是实现自由飞行的关键问题，需要找到合理可靠的空中交通飞行冲突解决方法，为自由飞行提供理论基础。本文主要研究人工势场法和蚁

2、群算法在空中交通飞行冲突解决中的应用。首先对空中交通冲突解决问题的研究背景以及研究现状进行系统的概述，随后引入人工势场法和蚁群算法，并基于这两种算法，建立了各自相应的数学模型。在应用人工势场法解决飞行冲突时，对传统的势场法进行了改进，把飞行冲突的解决从二维空间扩展到三维空间。在应用蚁群算法解决飞行冲突时，首先应用了基本蚁群算法对问题进行求解；然后将人工势场法的规划结果作为蚁群算法的先验知识，对蚁群算法进行初始化，提出了人工势场法和蚁群算法相结合的方法。与基本蚁群算法相比，这种相结合的方法使得运算效率和结果

3、准确性得到了明显提高，这也正是本文的创新之处。最后，通过对多架飞机汇聚飞行冲突问题的仿真模拟计算，表明本文所采用的算法能够通过航向的改变较好地解决空中交通飞行冲突问题，为自由飞行和空管自动化系统的研究提供理论基础。关键词：自由飞行，多机冲突，冲突解决，人工势场法，蚁群算法，有约束非线性整数规划Ⅱ中国民航大学硕士学位论文Abstract、●Withthedevdopmentofairtransportation，theairtrafficsystemisfacingmoreandmorecongestion

4、s．Flightconflictshaveappearedfi'equently,puttingunprecedentedpressureonthecurrentairtrafficcontrolsystem．Partoftheanticipatedsolutionisfreeflight，whichallowsthepilotstochoosetheairwayandflightspeedssuitableforthem．Aircraftconflictdetectionandresolutionare

5、keyproblemsforfreeflight．Itisrequiredtofindoutanautomatedandfeasibleconflictresolutionmethod，whichprovidestheoreticalbasisforfreenight．TIlispapermainlyfocusesontheapplicationofArtificialFieldmethodandAntColonyAlgorithm(ACAforshort)inairtrafficconflictsres

6、olutionproblem．Firstly,thebackgroundoftheconflictdetectionandresolutionresearchbeingundertakenworldwiddyissystematicallyintroduced．ThenArtificialFieldmetdaodandACAareintroducedandbasedoneachmethod,twocorrespondingmathematicmodelsarcestablished．Astotheappl

7、icationofArtificialFieldmethod，traditionalArtificialFieldmethodisimprovedtoresolveairtrafficconflictsin3一Dspaceinsteadof2-Dspace；astotheapplicationofACA，afterusingBasicAntColonyAlgorithm(BACAforshort)toresolveaircraftconflict，aimprovedACAisproposedbyincor

8、poratingArtificialFieldmethodiIlt0BACA．TheArtificialPotentialFieldisintroducedastheprioriknowledgetoinitializethesolutionofBACA．Compared丽tllBACA，theproposedmethodincorporatingthesetwomethodsnotablyimprovestheplannin