空域灵活使用下的改航路径规划研究

发布时间：2017-10-04 02:32

  本文关键词：空域灵活使用下的改航路径规划研究

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【摘要】：近年来,我国民用航空业发展迅速,空中交通流量与日俱增,而目前我国的空域管理国情使得本就有限的空域资源得不到更有效的利用。尤其是当航空器遇到危险天气、军事训练等情况时出现大面积航班延误或取消,这不仅给航空公司造成了巨大的经济损失,也给旅客带来极大的不便。采取空域灵活使用策略将会提高空域资源的利用率,因此,研究在空域灵活使用下当航空器遇到恶劣天气或军事训练等特殊情况时,如何采取改航措施为航班规划出另一条可行的路径的问题显得至关重要。本文借鉴了前辈们的研究成果,对空域灵活使用下的改航路径规划进行了研究,主要工作内容如下:首先,对空域灵活使用下的改航路径规划做了前期基础性研究,为后面的深入研究做铺垫。其次,对传统蚁群算法进行改进,并将其应用于静态改航路径规划中,建立了基于改进蚁群算法的改航路径规划模型。其中包括:将不同等级的危险天气的影响系数加入转移概率的计算上,采用贝叶斯决策模型来计算所选节点的后验概率进而评估节点的优劣,解决了传统蚁群算法容易陷入局部最优解并且停滞的问题。最后,对多应用于机器人路径规划中人工势场法进行了改进,使其更好地适用于多架航空器的动态改航路径规划中。其中包括:对传统人工势场法中的斥力势函数进行改进时,不仅考虑了航空器与其对应的目标点之间的距离,而且还将航空器与障碍物的运动速度考虑在内,分别建立了多架航空器在同高度和不同高度上的动态改航路径规划模型。模型解决了航空器因受力不为零而徘徊运动的现象,并且适应动态运行环境。
【关键词】：空中交通管理 空域灵活使用 危险天气 改航 改进的蚁群算法 改进的人工势场法
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V355
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究目的和意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.2.1 国外研究现状12-14
• 1.2.2 国内研究现状14-16
• 1.3 研究内容和章节安排16-17
• 第二章 空域灵活使用下的改航路径规划基础概念及相关算法介绍17-25
• 2.1 空域灵活使用概念17-19
• 2.1.1 空域灵活使用概念17
• 2.1.2 空域灵活使用下的空域管理17-18
• 2.1.3 灵活的空域结构18-19
• 2.2 改航路径规划相关概念19
• 2.3 蚁群算法介绍19-22
• 2.3.1 基本原理19-20
• 2.3.2 节点的选择20-21
• 2.3.3 信息素更新21-22
• 2.4 贝叶斯决策介绍22
• 2.5 人工势场法介绍22-25
• 第三章 基于改进蚁群算法的改航路径规划研究25-34
• 3.1 问题描述25
• 3.2 环境建模25-27
• 3.3 基于贝叶斯决策的蚁群算法的改进27-30
• 3.3.1 改进的节点选择策略27-29
• 3.3.2 信息素更新策略29-30
• 3.3.3 算法流程30
• 3.4 算例分析30-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第四章 基于改进人工势场法的多机在同高度上的动态改航路径规划研究34-42
• 4.1 问题描述34-35
• 4.2 改进的人工势场法在多机动态改航路径规划中的应用35-39
• 4.2.1 改进的人工势场法模型的建立35-36
• 4.2.2 受力分析36-38
• 4.2.3 改进的人工势场法应用到多机动态改航路径规划的步骤38-39
• 4.3 算例分析39-40
• 4.4 本章小结40-42
• 第五章 多航空器在不同高度上的动态改航路径规划研究42-49
• 5.1 问题描述42
• 5.2 人工势场法的改进及建模42-44
• 5.3 受力分析44-45
• 5.4 算法步骤45-46
• 5.5 算例分析46-48
• 5.6 本章小结48-49
• 第六章 总结与展望49-51
• 6.1 主要工作总结49
• 6.2 研究展望49-51
• 参考文献51-56
• 致谢56-57
• 作者简介57

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本文编号：968166