基于多智能体的机场空侧运行仿真研究

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1、第４５卷第４期航空计算技术Ｖｏｌ．４５Ｎｏ．４２０１５年７月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＪｕｌ．２０１５基于多智能体的机场空侧运行仿真研究１１２３３３３汤淼，汤新民，周龙，黄忠涛，王国强，朱盼，陈通（１．南京航空航天大学民航学院，江苏南京２１００１６；２．南京莱斯信息技术股份有限公司，江苏南京２１００１４；３．中国民航局第二研究所，四川成都６１００４１）摘要：针对传统机场运行仿真过程中灵活性、智能性的不足，将多智能体（Ｍｕｌｔｉ-Ａｇｅｎｔ）理论和方法应用到机场空侧运行仿真中，提出了

2、基于多智能体的机场运行仿真方法。介绍了机场空侧运行仿真系统体系结构，详细设计了与之相关的Ａｇｅｎｔ，包括航空器、管制员和空管自动化系统对应的Ａｇｅｎｔ等，分析探讨了各Ａｇｅｎｔ的内部运行机制、功能与行为模块以及网络通信过程，构建了系统的整体框架并基于ＪＡＤＥ平台实现了系统搭建，验证了模型和方法的准确性。关键词：多智能体；机场空侧运行；模型建设；仿真系统；人工智能中图分类号：Ｖ３５５．２文献标识码：Ａ文章编号：１６７１-６５４Ｘ（２０１５）０４-００５１-０６ResearchonAirportAirsideOpera

3、tionSimulationBasedonMulti-Agent１１２３３３３ＴＡＮＧＭｉａｏ，ＴＡＮＧＸｉｎ-ｍｉｎ，ＺＨＯＵＬｏｎｇ，ＨＵＡＮＧＺｈｏｎｇ-ｔａｏ，ＷＡＮＧＧｕｏ-ｑｉａｎｇ，ＺＨＵＰａｎ，ＣＨＥＮＴｏｎｇ（１．CollegeofCivilAviation，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing２１００１６，China；２．NanjingLesInformationTechnologyCO．，LTD，Nanjing２１００１６，

4、China；３．TheSecondResearchInstituteofCAAC，Chengdu６１００４１，China）Abstract：Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｌａｃｋｏｆｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌａｉｒｐｏｒｔｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ａｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｍｕｌｔｉ-ａｇｅｎｔｉｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｏｆａｉｒｓｉｄｅｏｐｅｒａｔ

5、ｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｅｄａｇｅｎｔｓａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｓｕｃｈａｓａｉｒｃｒａｆｔ，ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓａｇｅｎｔ，ｅｔｃ．Ｔｈｅｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｅａｃｈａｇｅｎｔ，ａｎｄｔｈｅｉｒｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｂｅｈａｖ－ｉｏｒｍｏｄｕｌｅｓ，ｃｏｕｐｌｅｄｗｉｔｈｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｍ，ａｒｅｓｅｔｆｏｒｔｈ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ

6、ｏ－ｖｅｒａｌｌｓｙｓｔｅｍｆｒａｍｅｗｏｒｋｉｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄａｎｄｒｅａｌｉｚｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅＪＡＤＥｐｌａｔｆｏｒｍ．Ｃａｓｅｓｔｕｄｙｐｒｏｖｅｓｔｈｅａｃ－ｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌａｎｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄ．Keywords：ｍｕｌｔｉ-ａｇｅｎｔ；ａｉｒｐｏｒｔａｉｒｓｉｄｅｏｐｅｒａｔｉｏｎ；ｍｏｄｅｌｉｎｇ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ；ａｒｔｉｆｉｃｉａｌｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ引言应用在悉尼的空中交通管制系统中，Ｈｅｎｒｙ等人又对［３］目前，国外建立的机场模型及仿真工具

7、等研究成管制工作进行分析，设计了空中交通管制员Ａｇｅｎｔ，［１］果主要有：ＡｉｒｆｉｅｌｄＣａｐａｃｉｔｙＭｏｄｅｌ、ＤＥＬＡＹＳ（ＭＩＴ）、Ｍｉｃｈａｌ等人用多Ａｇｅｎｔ技术对航班间隔进行控制，解［４］ＳＩＭＭＯＤ等，但核心技术保密，商品化产品价格极高，决了航班冲突问题；Ｈｏｃ等人从角色化的角度对空同时也存在逼真度差和效率低的问题。国内现有仿真中交通管制进行了任务分解，构建了基于多Ａｇｅｎｔ的［５］工具主要不足有：集中式方法不适合大规模仿真；管制多航班控制系统。国内韩松臣等人将多Ａｇｅｎｔ思想行为的建模与实际差别

8、大。这些导致仿真研究机场运引入机场场面最优路径规划和冲突探测解脱问题［２］［６］行系统时，研究对象数量和模型精度受限大。多智上，但都没有从机场整体运行上进行探讨。能体仿真技术的自主性和交互性特点弥补了面向对象多智能体系统采用“由底向上”的设计方法，符合技术的不足，正逐渐成为空中交通仿真的主流技术。机场运行系统的形成规律；从功能上按控制结构划分早在２００１年澳