目标感知事件驱动的滑行道冲突控制策略

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1、目标感知事件驱动的滑行道冲突控制策暁摘要：为避免机场滑行道发生冲突，减轻管制员负荷，提出一种基于传感器网络的滑行道冲突控制策略。该策略根据滑行道运行过程，利用Petri网建立传感器网络条件下的滑行道动态模型，并建立滑行道运行约束模型。针对航空器运行冲突问题，利用局部关联矩阵方法和逻辑互斥方法设计控制器，控制器给出灯光控制指令以控制助航灯光，从而实现滑行道冲突避免和自动引导。最后通过实例分析和仿真验证表明控制策略的有效性。关键词：滑行道冲突；传感器网络；Petri网；控制器设计；助航灯中图分类号:V351.11；TP277文献标志码：ATaxiwayconflictcontro

2、lstrategybasedonobjectiveperceptioneventsdrivenmodelAbstract：Toavoidconflictoccurringinairporttaxiwayandeaseairtrafficcontrollerload,acontrolstrategyoftaxiwayconflictwasproposedbasedonsensornetwork.Thedynamicmodeloftaxiwaywasconstructedaccordingtotaxiwaymovementprocess,andthetaxiwaymovement

3、constrainedmodelwasbuilt,controllersweredesignedusingthepartialcorrelationmatrixmethodandlogicalmutualexclusionmethodfortheproblemsoftaxiwayconflict,andthecontrolcommandoflightswasproducedtocontrolnavigationlightsbythecontrollers.Then,taxiwayconflictcanbeavoidedandguidedautomatical1ywithnav

4、igationlight.Simulationandexamplewereprovidedtotestifytheeffectivenessofthecontrolstrategyintheend.Keywords：taxiwayconflict；sonsornetwork；Petrinot；conirollerdesign；navigation1ighto引言机场的复杂布局和恶劣天气会给机场的安全、高效运行带來巨大压力，为解决上述难题，（2有很多学者对此进行了研究。Honeywell公司研制了一种二重红外/磁传感器系统，用于探测场面航空器和车辆的位置信息，利于管制员了解当前

5、场面态势［1］。Chartier等［2］提出将传感线圈安装在机场道面分段的边界上，通过传感器信息确定航空器所处的位置进而实现机场监视。程先峰等［3］提出在跑道入口的侧面安装微波探测传感器，并结合增强型电子进程单系统防止跑道入侵。文献［1-3］都提到了利用传感技术实现场面监视，但仅能实现对场面冲突进行预警，未能对滑行道冲突控制以及自动解脱策略进行深入研究。而在滑行道冲突控制方面，以往文献大多是在路山规划时考虑，即通过事先规划使相关航空器在经过各交叉口时具有合理的时间间隔來提前避免冲突，但该处理方式无法考虑场面实时运行情况，属于开环控制模式［4-5］o在其他相关研究中，Tang等

6、［6］针对滑行道直线段和交叉口运行冲突分别建立了控制器。朱新平等［7］对滑行道运行冲突预测进行了研究。安宏峰等［8］对助航灯光控制策略进行了研究。文献［6-9］对场面冲突控制以及如何实现冲突自动解脱进行了相关研究，但都是假定航空器在场面位置信息己知情况下的分析，未能研究通过传感技术获取航空器位置信息对滑行道运行建模以及冲突控制的影响，且上述文献都停留在理论研究阶段，仅给出算例说明,并未研究如何基于理论模型，建立实验验证模型。木文将传感器网络引入场面滑行道监控系统以形成闭环控制框架，着重考虑在传感器网络条件下滑行道运行态势的控制建模及控制方法，并提出该条件下基于变迁使能状态决策

7、助航灯光控制指令的方法，最后通过沙盘仿真模型验证控制策略的有效性，实现滑行道自动引导。1滑行道运行结构滑行道运行过程是连续的滑行道资源、离散的传感器探测信号、离散的灯光控制信号以及连续运动的航空器综合作用的过程，属于混杂控制理论的研究范畴。本文利用传感器网络获取航空器在滑行道中位置信息，离散控制器接收位置信息决策出灯光控制指令，灯光控制指令驱动灯光信号，灯光信息可指引航空器滑行形成目标事件驱动的闭坏控制系统，实现滑行道航空器自动引导，如图1所示。场面滑行道资源主要山直线段、十字交叉口、T型三叉口等构成。