多Agent的航空器滑行策略优化

快速发展的民航事业导致很多机场容量不足。为缓解大型机场交通拥堵的现状,研究了航空器滑行策略优化问题。滑行路径优化是指在特定的时间段内,根据机场资源信息和地面运行管理系统对进离场航空器在跑道和停机位之间的距离进行优化管理。通过深入剖析机场地面的网络结构,综合考虑滑行冲突、地面运行规则等因素,提出了多Agent滑行策略优化方法,该方法提升了机场资源利用率;基于地面网络链路结构的概念,建立了航空器滑行策略优化模型;结合多Agent的基本理论,设计了跑道出口选择概率函数和多Agent系统滑行路径优化结构,以寻求航空器的最优滑行路径。以国内某大型机场的实际情况为研究背景进行了航空器滑行策略实验,结果表明,与以往的算法相比,多Agent滑行策略优化方法的效果更为显著。设置跑道口的速度和同一交叉口航空器的最小间隔距离,通过对跑道出口的选择和Agent间的交互协商,航空器能够对原滑行路径进行有效调整,并缩短其在机场场面上的滑行时间。与最短路径算法相比,多Agent滑行策略方法在航空器的总滑行距离、航空器在滑行道上的密度以及平均等待时间方面的优化效果更好,且其对滑行道资源的分配更合理。其中,航空器在节点处的平均等待时间减少了8.26%。所提策略可有效缓解机场交通拥堵的现状,提高场面运行效率,对减少航空器延误和保障机场的运营安全具有重要意义。     

基于Petri网的A-SMGCS航空器滑行路由指派

依据A-SMGCS（先进机场场面引导与控制系统）三阶段路由规划策略提出一种基于Petri网的航空器滑行路由指派方法．首先给出一种场面运行时间窗约束Petri网模型构造算法,以及一种基于不变状态的行为演变算法,实现以航空器滑行冲突避免为目标的可行滑行路由求解;其次利用单亲遗传算法、以可行路由解作为初始种群,设计一种新的换位变异混合算子,实现以滑行成本最少为目标的滑行路由指派;最后基于Anylogic平台将所给路由指派方法与实际场面管制中固定路由指派方法进行对比．研究表明,所给方法收敛性良好,能减少航班平均滑行时间和机位推出延误．     

基于贝叶斯网的离港航班滑行时间动态估计

为提升离港航班运行效率，根据机场协同决策规范（A-CDM）中关于离港航班可变滑行时间（EXOT）的有关规定，分析了相关影响因素。根据数据分析处理和民航专家知识建立了一种基于贝叶斯网的离港航班滑行时间动态估计模型。贝叶斯网是一种将概率统计应用于复杂领域、进行不确定性推理和数据分析的工具。应用其增量学习特点对模型进行动态调整，实现了对场面实时变化的把控。以国内某大型枢纽机场为例，使用期望优化（EM）算法实现了对随机缺失数据的处理，并验证了模型的有效性。对实验结果与该机场实际运行数据对比表明，所建模型能有效地估计离港航班滑行时间且具有较高的置信度。     

基于A~*算法的机场滑行路径优化研究

研究机场场面航班的滑行路径分配和滑行冲突问题。针对目前滑行效率制约机场调度。滑行冲突影响飞行安全的状态,提出将安全间隔、滑行规则和冲突避免限制规则作为约束条件建立了滑行路径优化模型。采用了A*算法给出了问题的优化,在保证滑行道调度零冲突的前提下,缩小航班的总滑行时间,提高了滑行效率。以重庆江北国际机场为例,与管制员依据机场细则得到的路径相比,结果表明提出的滑行道调度模型和优化方法是可行的,在实现较优的滑行路径的基础上能智能的发现冲突、解决冲突,可为繁忙机场的机场调度提供了决策支持。     

基于多摄像机的航空器滑行冲突检测研究

对机场场面航空器滑行冲突检测进行了研究,分析了基于多摄像机的航空器滑行冲突检测流程,基于图像识别和目标跟踪技术,提取航空器的滑行轨迹,提出了基于DCPA(distance of closest point of approach)和TCPA(time of closet point of approach)的滑行冲突检测模型,开发了基于多摄像机的航空器滑行冲突检测原型系统并应用于西南某通航机场;实验结果表明,基于多摄像机视频目标跟踪和冲突检测模型可有效地检测机场场面航空器的滑行冲突,可作为中小机场主要监视手段以及大型机场场监雷达系统的辅助,防止航空器机场滑行冲突,提高机场场面运行安全和效率。     

基于改进A^*算法的机场场面滑行路径优化

为了缓解机场场面交通拥挤状况,提高空侧交通运行效率和安全性,以优化进离场航班的滑行路径为目标,通过分析机场场面滑行路径优化问题,构建了机场场面滑行路径优化模型,并提出基于变步长的滑动时间窗方法和A*算法相结合的模型求解算法。以北京首都国际机场为例进行算例分析,与未考虑冲突的路径优化方案相比较,上述方法得到的总滑行时间节省121秒,通过算法实现对滑行冲突的智能识别与解脱,可为繁忙机场的调度工作提供了决策支持。     

基于背压路由算法的离港飞机滑行路径优化

针对现有优化算法仅从最短路径或最小滑行时间的角度出发,忽略了航空公司满意度和滑行道负载率对滑行道调度影响的问题,提出了基于背压路由的离港滑行路径优化算法．算法首先将离港滑行路径优化问题等价转化为网络拓扑结构中的路由搜索问题,然后利用背压路由算法求解具有最大航空满意度和最小滑行道负载率的滑行路径．对国内某枢纽机场实际运行数据的仿真结果表明,运用该算法获得的滑行路径在保证跑道及滑行道效用的同时,能够有效减少飞机滑行时间,改善机场拥塞问题,缓解机场容量与需求的矛盾,提高机场运行效率,为离港航班滑行路径优化提供了新的研究思路．     

基于逐步回归法航空器滑行时间影响因素研究

为准确预测离港航班滑行时间,研究不同机场航空器滑行时间影响因素的差别,结合北京首都国际机场及香港赤鱲角国际机场实际运行情况,以航空器滑行距离,场面运行航空器数量(进,离港),跑道运行模式,机场实际容量为参数,采用逐步回归法预测航空器离场滑行时间.结果 显示,不同机场滑行时间的影响因素不同,影响首都机场滑行时间的主要因素为机场实际容量及滑行距离,而香港机场为机场实际容量及场面航空器数量.采用逐步回归法使模型共线性问题得到解决,且预测准确率方面首都机场为75.8％,香港机场为67.5％,可用于大型机场实际运行航班滑行时间预测.     

基于改进蚁群协同算法的枢纽机场场面滑行道优化调度模型

滑行道连接停机位和跑道,是机场场面调度的重要关键环节。基于飞机滑行时的冲突约束和跑道资源的动态分配,采用改进蚁群协同算法与滑动窗口控制相结合的方法,对滑行道进行优化调度。在保证滑行道零冲突、兼顾单个航班滑行时间的前提下,缩小机场进出港航班总滑行时间。对国内某枢纽机场的滑行道调度仿真实验表明,所提出的方法和模型具有明显的优势,可为枢纽机场的场面滑行调度提供决策支持。     

基于动态优先级的机场滑行道调度优化算法

为提高机场航班的地面运行效率,针对航班滑行道调度问题,提出一种动态调整航班优先级序列的滑行道调度优化策略。为实现该策略,对遗传算法进行改进,采用双链染色体编码的方式,并行优化航班的滑行路径和优先级序列。通过设定两个适应度函数,利用改进的遗传算法确定各航班的滑行路径,根据滑行路径的变化动态调整航班优先级序列,在此基础上由冲突解脱算法得到具体的调度计划。实验结果表明,该算法有效解决了航班间的冲突问题,能得到最优的调度滑行路径和优先级序列。     

民航机场应急救援大数据处理平台架构研究

安全是民航领域的第一准则,随着新一代信息技术和机场行业的发展,机场运行产生的业务数据呈爆炸性增长,论文依托大数据存储和处理技术,构建机场应急救援大数据处理平台,能更有效支撑现场指挥,智能决策,遇案推演,趋势预测,舆情监控等各项救援行动需求。通过结合目前国内外民航机场应急救援领域大数据技术的应用现状,梳理机场应急救援需求及数据类别,设计并搭建机场应急救援大数据处理平台整体架构;对大数据处理基础对的名称节点、数据节点进行功能设计,并对大数据平台数据批处理计算、流处理计算等计算需求进行研究,提供具体的处理引擎;分析表明研究成果有助于提高我国民航机场安全运行效率,为民航机场应急救援大数据处理平台提供支撑。     

北京新机场跑道构型设计方案比较

为满足北京地区快速增长的旅客航空需求, 开展北京新机场建设工作。本期规划机场跑道数量4条, 有“3＋1”和“4＋0”两种跑道构型备选方案。首先从机场、空管和航空公司三个角度定性分析, 确定跑道构型方案比较的评价指标, 分别是跑道容量、地面滑行时间和航班延误, 再采用数学方法计算两种方案下跑道的理论容量, 最后用Simmod软件对两种方案进行仿真分析。根据评价指标比较仿真结果, 可知“3＋1”跑道构型方案较优。同时该结果也可以作为北京新机场跑道构型设计方案比选等相关问题研究的参考。     

基于事件树和PRA的民航机场恐怖袭击风险评估模型

为了降低民航机场恐怖袭击事件发生的概率和风险,提出了一种基于事件树和PRA的民航机场恐怖袭击风险评估模型,利用该模型对恐怖袭击方式、入侵路径、损失概率和遇袭风险等事件进行仿真,通过GTD和其他开源数据库,结合Delphi咨询法,以定量分析的方法,对某民航机场潜在的各类恐袭事件损失概率和遇袭风险进行了评估。仿真结果表明,小型无人机很可能被恐怖分子用于未来的恐袭活动中,应加强机场周界防御和监测措施。     

一种应用于机场廊桥监控网络的路由算法

针对民航机场廊桥监控网络在机场停机坪现场测试中暴露的网络节点过早死亡、网络生命周期短的问题,对该系统无线网络架构中路由层算法进行优化,采用基于剩余能量和位置的改进LEACH算法,根据网络环境的因素综合考虑节点剩余能量、网络平均剩余能量以及节点位置,分步选出最优簇头,同时,采用能量估算方法确定网络平均剩余能量,达到均衡网络能耗且延长网络生命周期的目的.最终利用Matlab软件对民航机场廊桥监控管理系统建模仿真,仿真结果表明：提出的算法比网络原有路由层LEACH算法在均衡网络能耗和提高网络生命周期上均具有优越性.     

工作流技术在民航机场弱电信息系统中的应用

我国民航业正逐步向着与国际进一步接轨的方向发展,机构重组和重新分工将在未来的很长一段时间内不断进行。工作流技术提供了业务过程逻辑与计算机操作支持的分离,从而可以通过修改过程规则来重新定义业务过程,因此将工作流技术引入具有基于信息发布服务中间层的弱电信息系统中,能够避免由于上述原因带来的不必要的重复开发。首先对弱电信息系统的组成进行了分析,并介绍了工作流的建模内容;然后讨论了基于工作流的民航机场弱电信息系统的三种系统结构方案;最后给出了具有主控引擎的分布式原型系统的具体实现内容。     

THE DEVELOPMENT OF AERONAUTICAL SATELLITE COMMUNICATIONS (Ⅰ)

This paper presents an overview of the development of aeronautical satellite communi-cations over the past 30 years. The initial development of aeronautical satellite communications is de-scribed in the paper. The civil aviation growth and current unaccommodated communication systemsare discussed as well. The inherent shortcomings of present air-ground HF communications have hin-dered the development of civil aviation. but according to the Future Air Navigation Systems(FANS) concept aeronautical satellite communication-including Automatic Dependent Surveillance(ADS)-will be the key to eliminating the shortcomings of HF communication systems. Satellite-basedcommunication and surveillance will significantly improve air traffic control (ATC) over the oceanicand remote terrestrial airspace, and it will benefit civil aviation authorities, airlines as wel as passen-gers. This paper discusses the availability of system elements, and world wide trials, demonstrtionsand preoperational use of aeronautical satelli     

基于互相关算法的飞机导线故障诊断与定位系统设计

以飞机导线短路故障和断路故障为研究对象,目的在于寻求一种测试方法能够提高应用时域反射测量原理进行故障诊断与定位的精度;按照实际机场工程应用背景,设计了以便携式工控机为控制核心、以LabVIEW为驱动软件的飞机导线故障诊断与定位系统;根据信号传播特性,提出了基于互相关算法的故障定位方法,消除了系统误差的影响;计算机仿真和实物测试结果表明该系统具有测试过程方便、准确性高的优点,对提高民航机务维修质量具有促进作用。     

多媒体技术在机场供油自动化系统中的应用

采用SCADA系统开发平台为民用机场供油自动化系统开发的监控管理应用软件具有非常友好的多媒体人机界面。该文对机场供油自动化系统的结构和功能做了简要的介绍,并着重介绍了多媒体人机界面的设计思路。该文所论述的多媒体人机界面设计方案被成功地应用于多个民用机场的供油自动化系统。     

民航机场应急联动系统技术实现方案

民航机场各单位应急处理系统各自独立,信息共享范围有限,难以应对机场紧急和突发性事件的发生,为了提高民航机场整体的应急处理能力,需要打破民航各单位之间的信息共享壁垒,以共同建设数字集群通信系统为契机,最终建成全国性的民航数字集群通信网络和信息共享基础平台。提高中国民航机场的应急联动能力、旅客服务水平和对外整体形象。论文还提出了详细的技术实现方案。     

恶劣气象条件下机场跑道侵入的预警研究

飞行安全是民航发展的基础,经统计,有40%~50%的飞行事故发生在起飞降落的“黑色十分钟”;为保证恶劣气象条件下飞机的安全率,文章使用Retinex方法和形态学的权重自适应算法对机场恶劣天气下的监视视频进行去雾降噪处理,之后采用光流法与混合高斯-卡尔曼滤波等机器视觉算法实现同时对多目标的检测、跟踪和预测;最后建立摄像机标定算法完成摄像机视角与机场视角坐标的转换,构建一套完整的机场跑道侵入的预警系统。