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考虑环境影响的自由航路空域无冲突飞行规划
1
作者
魏志强
商谢睿
《安全与环境学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期3297-3306,共10页
为降低民航客机在自由航路空域飞行时排放的碳与尾迹云对环境的影响,首先建立基于飞行剖面的四维航迹模型与冲突识别模型;其次建立多目标综合成本模型,包括飞行时间、燃油消耗、碳排放、尾迹云成本、综合成本计算模型;之后建立自由航路...
为降低民航客机在自由航路空域飞行时排放的碳与尾迹云对环境的影响,首先建立基于飞行剖面的四维航迹模型与冲突识别模型;其次建立多目标综合成本模型,包括飞行时间、燃油消耗、碳排放、尾迹云成本、综合成本计算模型;之后建立自由航路空域中的冲突解脱模型,采用多参数组合编码对飞机进入自由航路空域的入口点、实际进入空域时刻、实际进入空域速度进行优化计算,并通过基于精英保留的遗传算法实现无冲突飞行规划;最后以典型空域为例进行仿真验证。结果表明,对比传统的延迟进入空域时刻方案,多参数组合优化方法能在有效解脱空域内飞行冲突的基础上减少3.97%飞行时间、15.00%燃油消耗、13.83%碳排放、100%尾迹云成本或14.60%综合成本。
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关键词
环境工程学
飞行规划
遗传算法
飞行成本
自由航路空域
四维航迹
下载PDF
职称材料
基于多目标混合启发式算法的协同无冲突4D航迹规划
2
作者
周逸
胡明华
+1 位作者
杨磊
张颖
《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》
EI
CSCD
2024年第3期372-386,共15页
为促进基于航迹运行的框架下未来空中交通管理系统的协同决策,本文提出了一种协同无冲突4D航迹规划方法。首先以提高航班效率和航空公司间的公平性为目标,以无冲突为约束构建了一个多目标整数线性优化模型。其次,提出了一种基于基尼系...
为促进基于航迹运行的框架下未来空中交通管理系统的协同决策,本文提出了一种协同无冲突4D航迹规划方法。首先以提高航班效率和航空公司间的公平性为目标,以无冲突为约束构建了一个多目标整数线性优化模型。其次,提出了一种基于基尼系数的指标以量化航空公司间的成本分配公平性。为了提高问题求解效率,采用了基于网格的探测方法以加速冲突检测,并设计了一种多目标混合启发式算法(Multi-objective hybrid-meta-heuristic optimization algorithm,MHMOA),通过结合模拟退火(Simulated annealing,SA)和爬山局部搜索算法来近似最优的非支配解。最后,利用实际航班计划和航路网络数据比较和分析了MHMOA、SA和两种常规多目标优化算法的优化结果。结果表明,MHMOA所获得的非支配解的质量更高、延误更低且航空公司间公平性更优,在3个多目标优化性能指标方面表现优异,可为空中交通管理员提供更详细的决策支持。
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关键词
空中交通管理
航迹规划
混合启发式算法
4D航迹
多目标优化
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职称材料
题名
考虑环境影响的自由航路空域无冲突飞行规划
1
作者
魏志强
商谢睿
机构
中国民航大学空中交通管理学院
出处
《安全与环境学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期3297-3306,共10页
基金
国家自然科学基金项目(U2133210)
中央高校基本科研业务费专项资金项目(3122021066,3122019130)。
文摘
为降低民航客机在自由航路空域飞行时排放的碳与尾迹云对环境的影响,首先建立基于飞行剖面的四维航迹模型与冲突识别模型;其次建立多目标综合成本模型,包括飞行时间、燃油消耗、碳排放、尾迹云成本、综合成本计算模型;之后建立自由航路空域中的冲突解脱模型,采用多参数组合编码对飞机进入自由航路空域的入口点、实际进入空域时刻、实际进入空域速度进行优化计算,并通过基于精英保留的遗传算法实现无冲突飞行规划;最后以典型空域为例进行仿真验证。结果表明,对比传统的延迟进入空域时刻方案,多参数组合优化方法能在有效解脱空域内飞行冲突的基础上减少3.97%飞行时间、15.00%燃油消耗、13.83%碳排放、100%尾迹云成本或14.60%综合成本。
关键词
环境工程学
飞行规划
遗传算法
飞行成本
自由航路空域
四维航迹
Keywords
Environmental
engineering
flight
planning
genetic
algorithm
flight
cost
free
route
airspace
fourdimensional
trajectory
分类号
X506 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
基于多目标混合启发式算法的协同无冲突4D航迹规划
2
作者
周逸
胡明华
杨磊
张颖
机构
南京航空航天大学民航学院
空中交通管理系统全国重点实验室
南京航空航天大学通用航空与飞行学院
出处
《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》
EI
CSCD
2024年第3期372-386,共15页
基金
This work was supported by the National Key R&D Program of China(No.2022YFB4300905)
the National Natural Science Foundation of China(No.61903187)
the Natural Science Foundation of Jiangsu Province(No.BK20190414).
文摘
为促进基于航迹运行的框架下未来空中交通管理系统的协同决策,本文提出了一种协同无冲突4D航迹规划方法。首先以提高航班效率和航空公司间的公平性为目标,以无冲突为约束构建了一个多目标整数线性优化模型。其次,提出了一种基于基尼系数的指标以量化航空公司间的成本分配公平性。为了提高问题求解效率,采用了基于网格的探测方法以加速冲突检测,并设计了一种多目标混合启发式算法(Multi-objective hybrid-meta-heuristic optimization algorithm,MHMOA),通过结合模拟退火(Simulated annealing,SA)和爬山局部搜索算法来近似最优的非支配解。最后,利用实际航班计划和航路网络数据比较和分析了MHMOA、SA和两种常规多目标优化算法的优化结果。结果表明,MHMOA所获得的非支配解的质量更高、延误更低且航空公司间公平性更优,在3个多目标优化性能指标方面表现优异,可为空中交通管理员提供更详细的决策支持。
关键词
空中交通管理
航迹规划
混合启发式算法
4D航迹
多目标优化
Keywords
air
traffic
management
flight
trajectory
planning
hybrid-metaheuristic
optimization
algorithm
fourdimensional
(4D)
trajectory
multi-objective
optimization
分类号
TP18 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
V355.1 [自动化与计算机技术—控制科学与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
考虑环境影响的自由航路空域无冲突飞行规划
魏志强
商谢睿
《安全与环境学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
下载PDF
职称材料
2
基于多目标混合启发式算法的协同无冲突4D航迹规划
周逸
胡明华
杨磊
张颖
《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》
EI
CSCD
2024
0
下载PDF
职称材料
已选择
0
条
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引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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