求解机场终端区飞机着陆调度问题的遗传算法

空中管制员需为到达的飞机安排跑道并计算着陆时间,以飞机空中延误最小为出发点研究了多跑道的飞机着陆调度问题,约束条件为每架飞机的着陆时间应落在规定的时间窗内及相邻两架飞机应满足最小时间间隔。针对该问题设计了一种遗传算法对问题进行求解,其中染色体由飞机排序链表和跑道链表组成,相应的交叉和变异算子也做了改进设计。仿真实验用数据库OR-Library中的实例验证了该算法的有效性。     

复杂环境下基于价格时间自动机飞机着陆调度

目前航空运输系统飞机着陆调度环节普遍存在调度策略单一、效率低、附加成本较高等不足,提出了以价格时间自动机作为基础模型架构的飞机着陆调度设计,在满足着陆时间窗、最小尾流间隔等约束条件下优化额外成本消耗,并考虑复杂气候地理环境,构建出飞机着陆过程中各交互实体的价格时间自动机模型,采用UPPAAL CORA中的分支界定算法求解飞机着陆调度最优成本的可达性.仿真实验结果表明:此研究方法可应用于复杂环境下、大吞吐量的飞机着陆调度,能够显著降低着陆消耗,提升跑道容量,具有安全性、智能性与经济性.     

基于uppaal的飞机着陆控制系统模型验证

为了避免飞机在着陆过程中出现事故,同时又能充分利用机场的跑道资源,对飞机数量多于跑道的情况进行了研究,采用了模型验证的方法.介绍了时间自动机的相关理论,以及基于该理论的验证工具uppaal,在此基础上使用uppaal工具对飞机着陆过程构造了模型,然后对模型的需求规范进行了验证,验证结果表明该模型不存在死锁问题,最终可以保证飞机安全和及时地着陆.     

基于多目标两阶段的跑道起飞调度模型

为了减少起飞延误,针对优化飞机起飞调度问题,提出一种基于多目标、两阶段的跑道调度模型。该模型由培植器、穿越发生器、一阶段组件、二阶段组件组成。培植器建立机场模型,根据飞机重量类别输出飞机从推出到跑道的最短时间。穿越发生器通过扫描进场航班,计算需穿越飞机时间。一阶段组件计算以上输出,从各种飞机类别序列中选择最优序列。二阶段组件将具体航班指配到最优序列得出飞机推出时间,生成优化的离场航班时刻表。实验表明,该模型较之传统的先来先服务模型,跑道吞吐量加大,延迟减少,可节约可观运营成本。     

基于干扰估计的非对称运动下飞机刹车系统模型预测控制

针对飞机在非对称运动下的双侧机轮协调控制问题, 提出一种基于滑模干扰估计的模型预测控制方法. 首先, 通过对飞机制动过程横纵方向力矩机理分析并分别考虑左右机轮对刹车性能的影响, 建立全面刻画系统动态的地面滑跑动力学模型. 在此基础上, 设计滑模观测器对侧风干扰进行实时估计, 利用补偿机制实现对侧风扰动的有效抑制. 此外, 提出基于前轮荷载状态门限特征和结合系数阈值范围特征的分析方法, 解决切换跑道环境辨识问题. 设计非线性模型预测算法, 实现飞机纵向防滑刹车和横向跑道纠偏的协调控制. 最后, 在侧风干扰、跑道切换以及不对称着陆等情况下进行仿真实验, 验证了所提出的控制策略能够有效提升刹车系统的防滑效率及纠偏性能.     

基于多目标分阶段的跑道调度计划算法*

针对多条跑道环境下离港飞机调度问题,提出了一种基于多目标、两阶段算法。算法第一阶段以飞机重量类型为主要分解参数,生成离港飞机序列。该参数在跑道调度计划问题上比其他参数更具影响力和稳定性。算法第二阶段从离港飞机队列池中选取可用序列,将特殊航班指配到目标类型序列中,生成优化的飞行航班时刻表。实验表明,采用两阶段跑道调度计划算法进行多跑道离港飞机调度比采用先来先服务算法调度在跑道总吞吐量上有明显改善,能有效降低机场航班延误,提高跑道运营效率。     

基于起降性能模型的军用飞机起降规划与计算

为解决军用飞机快速出击及作战规划调度中的起降规划与计算问题,提出了一种基于起降性能模型的军用飞机起降规划与仿真计算方法。分析了军用飞机典型的起飞与着陆过程,通过对起降过程中飞机的受力情况分析及推理得到飞机的起降性能模型。在此基础上,设计了军用飞机起降规划与计算的流程,并进行了包括起飞距离与时间、着陆距离与时间等在内的相关计算。仿真计算结果与实际情况基本吻合,表明了该计算方法的可行性和有效性。     

面向场面滑行的机场关键资源蚁群调度模型*

每一架飞机场面滑行时间的长短和飞机总体滑行时间的均衡性反应了机场调度的合理性。跑道和停机位的分配直接决定了飞机的滑行时间。根据不同航班占用停机位的时间不同,将航班的停机位分配约束关系表示成图的权值0-1。充分考虑跑道容量等约束条件,对航班进行跑道初始化分配。基于停机位类型、航班类型、经计算得出的图的权值和跑道分配结果,运用蚁群算法,以最少数量的航班分配到远停机位和飞机总体滑行时间的均衡性为目标函数,对航班进行停机位分配。然后根据停机位分配结果,对跑道分配进行调整,反复迭代求出最优结果,并对枢纽机场进行调度仿真,验证了算法的合理性,可作为机场调度的参考。     

基于多目标动态规划的多跑道进港排序

随着航空运输的高速增长,航班延误日益严重,而对飞机进行进港排序和跑道调度能有效提高机场吞吐量、减少飞机燃油花费,从而减轻航班延误,提升经济效益.由于大量飞机的多跑道进港优化调度问题是一个非确定型多项式完全(NP-C)问题,该问题一直没有得到有效解决.本文针对已有的基于位置交换束缚的单跑道动态规划算法运算量大、运算效率低的不足,采用优化解空间的措施并运用贪心策略,同时将其推广到双跑道调度,从而解决大量飞机的双跑道、多目标进港排序优化问题.大量仿真实验表明,该算法复杂度与飞机数量呈近似线性关系,能在较短时间内对吞吐量和降落花费同时实现优化.     

基于多核支持向量机的飞机重着陆诊断

将支持向量机应用于飞机重着陆的诊断研究。通过分析飞机着陆阶段的运动方程,确定造成飞机重着陆的主要影响因素,将传统的单一指标诊断扩展到多指标诊断。提出一种多核支持向量机,并在此基础上建立飞机重着陆诊断模型。与传统支持向量机和神经网络模型比较表明,该模型精度高,具有更强的泛化能力。