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题名基于改进卡尔曼滤波的四维飞行航迹预测模型
被引量：31
- 1
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作者
王涛波
黄宝军
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机构
中国民航大学空中交通管理学院
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出处
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2014年第6期1812-1815,共4页
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基金
国家自然科学基金委员会与中国民用航空局联合资助项目(61039001)
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(ZXH2012D002
3122014D043)
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文摘
为解决空气动力学模型在四维飞行航迹预测中存在的参数过多、预测精度偏低等问题,提出了一种对预测模型中的系统噪声进行实时估计的改进卡尔曼滤波(IKF)算法。首先,对雷达数据进行处理,根据航空器飞行中航向、航速进行速度转换;然后,采用传统卡尔曼滤波(KF)算法和IKF算法分别建立航迹预测模型;最后通过同一实例计算,比较两种算法在X、Y、Z方向上的预测偏差,取偏差小者为优。实验结果表明:IKF算法在X、Y方向上的预测偏差比KF算法分别降低了17.65%和98.03%,而Z方向上采用KF算法有较小的预测偏差。此外,针对IKF算法进行不同时间间隔的预测分析,在进场飞行程序的保护区宽度(9.46 km)范围内,预测间隔可以增大至20 s。
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关键词
空中交通管理
四维航迹
航迹预测
卡尔曼滤波
系统噪声
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Keywords
air traffic control
4-dimensional trajectory
trajectory prediction
Kalman Filter （KF）
system noise
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分类号
TP391.9
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名危险天气下4D改航回归航迹规划方法
被引量：1
- 2
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作者
王岩韬
刘锟
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机构
中国民航大学国家空管运行安全技术重点实验室
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出处
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期110-117,共8页
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基金
国家重点研发课题项目(2022YFC3002502)
国家自然科学基金资助(U1933103)
天津市研究生科研创新项目(2021YJS061)。
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文摘
为解决航班因危险天气临时绕飞导致的航迹冲突问题,提出一种面向航迹运行(TBO)的4D改航回归航迹规划方法。首先,根据航空器性能限制,栅格化空域,使用蚁群算法与轮盘赌法,以改航路径最短为目标,生成三维空域内危险天气下的改航路径;然后,提出航迹回归概念,根据预计到达时间(ETA)计算改航速度,对齐时间得到4D改航航迹;最后,以我国中部某主要航段为运行场景,选取3个航迹回归点,采用“调速+等待”策略,计算避让危险天气的三维可行航迹,以燃油消耗与排放成本的计算结果与改航航迹产生的冲突为参考,评估各改航方案。结果表明:当选择最晚回归点时,改航方案3燃油消耗为5.9 t,温室气体排放量为26.3 t,是3种方案中消耗最少的,但需解脱冲突2次;选择最早回归点的改航方案1未与其他航班出现冲突,但燃油与排放相比方案3增加0.1%和0.2%。以上结果证实,该方案可实现危险天气下选取不同回归点时的4D改航回归航迹规划。
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关键词
危险天气
4D改航
回归航迹
基于轨迹运行(TBO)
预计到达时间(ETA)
蚁群算法
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Keywords
hazardous weather
4-dimension diversion
return trajectory
trajectory based operation(TBO)
estimate arrive time(ETA)
ant colony algorithm
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分类号
X949
[环境科学与工程—安全科学]
U8
[交通运输工程]
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题名基于合作协同进化算法的航迹冲突解脱研究
- 3
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作者
徐满
胡明华
周逸
张颖
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机构
南京航空航天大学民航学院
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出处
《哈尔滨商业大学学报（自然科学版）》
CAS
2023年第5期521-532,共12页
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基金
国家自然科学基金项目资助(71971112)。
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文摘
为解决基于航迹运行(Trajectory Based Operation,TBO)模式下大规模航迹战略冲突解脱问题,建立了综合考虑最小化冲突数量和航迹调整成本的双目标优化模型.设计了基于超体积指标的多目标合作协同进化算法(Indicator-based Cooperative Coevolution Multi-objective Evolutionary Algorithm,IBCCMOEA)进行模型求解,采用非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm Ⅱ,NSGA-Ⅱ)进行子种群优化.同时,设计了自适应遗传算子加快算法收敛速度.分别采用中国航路网络繁忙时段442架和1014架航班历史飞行数据进行仿真验证,将所提算法与NSGA-Ⅱ,基于分解的多目标进化算法(Multi-objective Evolutionary Algorithm Based on Decomposition,MOEA/D)以及多目标合作协同进化算法(Cooperative Coevolution Multi-objective Evolutionary Algorithm,CCMOEA)进行对比分析.实验结果表明所提算法相比于其他算法收敛速度提升了7.54%,可以获得无冲突的飞行计划且航迹调整成本减少了约9.62%.所获得的结果可以满足TBO环境下的协同决策需求,算法收敛速度可以满足效率要求.
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关键词
空中交通管理
四维航迹规划
冲突解脱
多目标优化
超体积
合作协同进化算法
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Keywords
air traffic management
4 dimensional trajectory planning
conflict avoidance
multi-objective optimization
hyper volume
cooperative co-evolution algorithm
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分类号
X951
[环境科学与工程—安全科学]
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题名改进放行策略的两向交通流航迹规划模型
被引量：5
- 4
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作者
张晨
胡明华
张进
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机构
南京航空航天大学民航学院
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出处
《西南交通大学学报》
EI
CSCD
北大核心
2010年第5期817-823,共7页
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基金
国家863计划资助项目(20060AA12A105)
国家空管科研课题(GKG200802006)
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文摘
为研究高密度交通的两向交通流航迹交叉结构,讨论了航空器的航迹规划方法.基于自间隔保持概念的分布式决策环境,在横向侧移机动策略模型的基础上,通过航迹分析,建立了改进的放行策略及其航迹规划模型,推导出机动缓冲区长度、宽度与修正放行点位置的关系.仿真结果表明,当交叉角分别为90°和45°时,在改进策略下机动缓冲区的最短长度分别为35.9和48.4 km;与原策略相比,改进策略对空域保护区的宽度要求最大可降低21.1%和39.3%,保护区宽度更接近实际航路宽度,改进策略更易于实施和调整.
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关键词
空中交通管制
四维航迹管理
航迹规划
放行策略
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Keywords
air traffic control
4-dimension trajectory management
trajectory planning
clearance strategy
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分类号
V355.1
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
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