基于静电场模型的自由飞行空域冲突探测方法

《基于静电场模型的自由飞行空域冲突探测方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第34卷第1期2016年2月中国民航大学学报JOURNALOFC1VILAVIATIoNUNIVERSITYOFCHINAV01．34No．IFebruary2016基于静电场模型的自由飞行空域冲突探测方法张枯，黄晓晓，吴仁彪(中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室，天津300300)摘要：针对自由飞行空域中飞行活动自由、飞行奈件复杂、易发生飞行冲突等特点，提出了一种基于静电场模型的自由飞行空域7中突探测方法。本方法使用点电荷类比自由飞行空域中的飞行活动，则点电荷之间的库仑力可表征空域中飞行活动之间的相互影响程度，系统的电势能则可体现空域中飞行活动之间冲突的

2、严重程度。本方法同时具备多飞行活动之间冲突群的探测能力．也为自由飞行空域的飞行冲突探测和冲突解脱方法提供一种新的思路。关键词：自由飞行：冲突探测：静电场模型中图分类号：TP391；0441．4文献标志码：A文章编号：1674—5590(2016)01—0001—04ConflictdetectionforfreeflightusingelectrostaticapproachZHANGZhe，HUANGXiooxiao，形URenbiao(Intelligent甄耐andImageProcessingKeyLabofTianjin，CAUC，Tianjin30030

3、0，China)Abstract：Aconflictdetectionmethodforfreeflightbasedonelectrostatictheoryisproposed．Flightsinsuchanairspaceusuallyhavethefreedomtochooseroutesandspeeds，whichelevatesthecomplexityofflightenvironmentandconflictprobability．TheproposedmethodusesCoulombforcebetweenpointchargestoevalu

4、ateseverityofconflictbetweenflights，whilethepotentialsystemenergygivesaglobalviewofflightsafetyforthewholeairspace．Andithastheintrinsiccapabilityofmulti-flightconflictdetectionamongflightclusters．Bothconflictdetectionandconflictresolutioninfreeflightoperationscenariocanfindbenefitswith

5、thismethod．Keywords：freeflight；conflictdetection；electrostaticfieldmodel在自由飞行体系中，飞行员可以更加自由灵活地选择适合自己的航路和速度，以自定义的最快捷、最经济的路线飞行⋯。消除以往飞行器必须集中到狭窄航线上飞行的弊端，自由飞行可以有效提高空域的利用率。然而，处于自由飞行状态的飞行器将会出现在任何时间和任何地点，每一架飞行器都不可能单独地占用整个空域，其周围可能有许多飞行器同时飞行，飞行器所遇到的冲突可能不仅仅只涉及一架飞行器，多架飞行器之间可能会发生多个冲突。因此，研究一定空域内飞行器与飞

6、行器之间以及多架飞行器之间的冲突探测问题具有重要的实际意义。然而，现有的冲突探测方法，无论是概率型冲突探测还是确定型冲突探测，关注的都是2架飞行器之间的冲突特性，如冲突时间、当前距离等，无法同时研究多架飞行器之间的冲突。另一方面，当前大多数冲突探测方法仅仅针对飞行器沿固定航路飞行的情况，而在自由飞行中，飞行员的意图成为影响飞行航线的最主要因素，这使得传统的冲突探测方法难以有效发挥作用12-6]。针对上述问题，本文基于静电场理论同，不将飞行器沿预定航路飞行作为条件，提出一种适用于自由飞行条件下的冲突探测方法。通过将飞行器类比为理想电荷，空域能量与空域中飞行器数量以及飞

7、行器之间距离的大小相关，利用空域能量的变化作为标准来衡量飞行器距离的变化，以此进行2架飞行器之间的冲突探测或者多机冲突群的探测。1模型原理在空中交通管制中，为保证飞行安全，飞行器之间必须保持一定的间隔。违反间隔标准，将会引起冲突。随着两飞行器距离的不断接近，冲突的等级也将收稿日期：2015—03—05；修回日期：2015—04—30基金项目：国家科技支撑计划(2011BAH24812)；中国民航大学科研启动基金项目(2011QD04S)作者简介：张酷(1982一)，男，天津人，讲师，博士，研究方向为时频信号处理．一2一中国民航大学学报2016年2月不断严重[8-