机场地面移动目标监测及碰撞风险评估研究

发布时间：2020-04-03 19:06

【摘要】：随着中国航空事业的蓬勃发展,国内各机场的吞吐量持续增加。机场场面上飞机和特种车辆数量的大幅度增加在一定程度上加大了管理难度。为解决这一问题,本课题针对机场地面移动目标监测系统的技术实现与移动目标碰撞风险评估方法展开研究。首先,设计了基于AeroMACS技术的机场地面移动目标监测系统。然后,针对该监测系统运行于机场环境时所产生的通信时延较高、资源利用率低等问题,通过改变上下行链路资源分配的方式,提出了全节点广播方案,并于NS3软件中对全节点广播方案与原方案进行对比仿真实验,实验结果表明全节点广播方案可以有效的降低通信时延,并提高通信容量。其次,对移动目标的运动模型进行分析,分别得到制动距离和进出交叉路口时间与移动目标初速度的关系曲线图,并在此基础上通过模糊算法将曲线图精细化,求得在不同因素影响下的制动距离与进出交叉路口的时间。最后,针对机场场面上的移动目标冲突进行建模分析,在得到了机场地面移动目标监测系统中传输的机场内各移动目标的位置信息和速度信息的基础上,通过所分析的运动模型与模糊算法理论,对各类冲突进行碰撞风险评估算法设计。利用simulink软件建立仿真系统并进行仿真实验,实验结果表明,所设计的碰撞风险评估系统可以对机场场面上的各类冲突进行预警,并且可以针对不同的碰撞风险等级反馈不同的预警等级,有效地降低了碰撞发生的可能性。本课题的研究为未来机场移动目标监测系统设计以及移动目标碰撞风险评估打下相应的理论基础,有助于优化机场现有的运营管理系统,提升机场智能化与信息化的水平,具有一定的研究与应用价值。
【图文】：

中国民航大学硕士学位论文飞机与地面特种车辆数量的持续增加必然会增大机场环境内的交通复杂度与移动目标的管理难度。在机场的日常运营过程中，车辆与车辆之间、车辆与飞机之间甚至飞机与飞机之间都可能会发生冲突碰撞，，这不仅会影响机场的运行能力，还可能造成重大的安全事故[7]。例如，2001 年 10 月 8 日，在意大利米兰机场内，麦道飞机在起飞时与一架未经空管单位许可而擅自进入跑道的塞斯纳飞机发生碰撞，致使 118 人丧生；2008年 7 月 8 日在香港机场内，国航的一架波音客机在雨中滑行时，其机翼与一辆工程车的车顶发生碰撞，致使机上乘客及机组人员进行了紧急疏散；2018 年 9 月 5 日在南京禄口机场内，首都航空的一架空客 A320 型号客机执行完航班任务后，在滑行入位的过程中与停放于相邻机位的东航的一架飞机发生剐蹭，两架飞机均有较大损失，但幸运的是没有人员伤亡[8]。图 1-2 是飞机与机场特种车辆发生的碰撞事故。

0.28582 00.56136 00.91977 0 1.3689 0 1.9746 0 2.9523 示的即为通信系统运行时各移动节点通信的时延最期（周期为 1s）即说明至少有一个移动节点已无法在 matlab 上进行拟合，可以分别得到典型的 Aero的通信时延随着移动节点个数的变化而变化的曲线
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V328

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本文编号：2613587