基于交通流仿真的多指标航段结构研究

航段作为空域结构基本的构成要素之一,是空中交通必不可少的虚拟路网细分单元,对空中交通流的安全高效地运行有重要的作用.为探讨航段类型及其长度对航空器的活动以及航空器之间相互制约的影响程度,基于交通流仿真,建立了三种航段长度优化模型,并分别从飞行时间、燃油消耗、经济价值、机型特征、飞行冲突、管制员工作负荷等多指标分析优化结果.优化结果表明,随着航段长度的增加,单位航班飞行时间和燃油消耗均呈递减趋势,但两个优化目标不可兼得:仅优化时间时,航班总飞行时间减少2.87％;仅优化燃油消耗时,总燃油消耗降低2.56％;综合优化飞行时间与燃油消耗时,燃油消耗对航路结构的影响最大,此时总成本减少2.53％.     

城市低空环境中多旋翼无人机在线航线规划方法

为无人机规划一条从起点出发到达指定目标点的航线是实现无人机各种应用的重要前提.飞行过程中,无人机应具备对于各种动态变化快速响应并重新规划航线的能力.针对多旋翼无人机在飞行过程中可能遇到的各种动态变化,研究其在离散城市环境下的在线航线规划问题.首先,建立离散环境模型,并基于此模型定义无人机飞行规则;随后,建立无人机航线规划模型,包括对航点的约束条件及航线规划的指标;其次,将各种动态变化按照其对无人机的不同影响进行分类,分为固定禁飞区、合作无人机、非合作无人机3类,并针对不同种类动态变化特点,分别提出重新规划三维航线、改变飞行速度、滚动优化三维航线3种在线航线规划策略及综合应对策略;然后,改进快速随机扩展生成树算法(RRT),使其适合于离散城市环境.仿真实验中分别验证了所提出的在线航线规划策略在应对单一动态变化及组合动态变化时的有效性.