驾驶员意图下的航空器冲突规避模型

为适应新一代空中交通运输系统的变化,提出一种考虑驾驶员意图的航空器冲突规避模型.新模型通过对驾驶员意图进行建模,提出了改进的航空器位置预测模型,在此基础上分别建立航空器与限制空域、航空器对之间冲突概率估算模型,并根据冲突概率进行冲突风险等级进行划分.此外,本研究挖掘并分析了4个影响冲突概率的重要因素,并以此为依据提出了各冲突风险等级相应的冲突规避策略.结果表明:通过增大两航空器飞行航路段距离,增大飞行航路段长度,减小两航空器航班计划时间重合度,减小飞行计划用时可以相对地降低冲突概率.航空器冲突规避新模型的提出改进了自主冲突探测与解脱决策支持系统,保障了空中交通安全.     

基于机场空域的飞行程序计算

航空器在空中执行飞行程序飞行,受空域限制,航路航线的飞行程序计算复杂,需要考虑空域、机场障碍物、飞行转弯角度等因素.本文以我国北方某机场为例,对飞行程序计算的各项要素进行分析,最后仿真三维图示.     

航迹预测方法在航路飞行中的应用剖析

本文首先简要分析了大圆航线与等角航线,探讨了大圆航迹的推测思路,最后以等角航迹为基础进行航路推测,探讨航迹推测算法在航路上的应用.     

基于启发式隐枚举算法的多机场GDP放行策略

终端区内航空器的放行策略制定往往因涉及多机场航路结构的耦合效应,对终端区运行能力产生影响．应用地面等待策略,并考虑多机场系统具有公共离场定位点的空域结构特点,建立了多机场系统的航班放行策略模型．结合启发式隐枚举算法,通过引人机场优先级,并协调经由公共离场定位点的各机场航班比例,优化各机场航班的放行时刻．仿真结果表明,与FCFS策略相比,HLEA算法能显著减少多机场系统的航班总体延误,提高终端区空域的运行效率．     

基于启发式隐枚举算法的多机场GDP放行策略

终端区内航空器的放行策略制定往往因涉及多机场航路结构的耦合效应,对终端区运行能力产生影响.应用地面等待策略,并考虑多机场系统具有公共离场定位点的空域结构特点,建立了多机场系统的航班放行策略模型.结合启发式隐枚举算法,通过引入机场优先级,并协调经由公共离场定位点的各机场航班比例,优化各机场航班的放行时刻.仿真结果表明,与FCFS策略相比,HLEA算法能显著减少多机场系统的航班总体延误,提高终端区空域的运行效率.     

高高原机场飞行程序设计中的风螺旋线模型

标准的风螺旋线模型不能真实刻画高高原机场航线转弯保护区外边界。根据飞行程序对转弯区外边界的定义,提出并建立精确的风螺旋线模型,用最佳平方逼近算法探寻模型中风速与高度的关系,确立合适的风速高度模型并进行优化和对比。仿真图像表明:精确的风螺旋线模型使得转弯保护区设计更加科学可靠。在保证飞行安全的情况下,提高了有限的空域资源利用率。     

基于历史数据的空中改航算法研究

改航是航班运行过程中应对恶劣天气、军事活动、流量管控等突发情况的重要策略。作者提出一种挖掘历史雷达数据特征的改航算法。算法首先综合考虑改航路径的经济性、安全性、航路特征和容量影响等因素建立改航约束条件,对航班可能的改航区间的航路通路进行分析初选,确定最优的改航区间及其满足改航约束条件的一系列关键点序列。随后基于航班在历史雷达数据中的位置信息分析关键点序列航段执行情况,结合该航段计划航班数据,提出了适用于改航关键点选择的航段利用率计算方式,并在此基础上确定改航路径的最优关键点序列。以航班飞行过程中的速度矢量为建模对象,通过机器学习算法挖掘经过关键点序列航段的航班飞行运动模式。采用混合高斯模型对航班速度矢量建模和参数学习;利用马尔科夫蒙特卡洛采样算法预测航班改航过程中的速度矢量序列。最后利用匀加速运动学方程预测出完整的改航路径。通过某大型流量管理系统的应用实践证明,在考虑了改航约束条件和航段历史运行情况(利用率)等因素下的改航策略符合航班的实际运行情况。同时算法还能以高精度预测航班的改航轨迹,为改航路径相关区域的流量管理提供数据支撑。本文的改航算法能很好的解决航班在飞行过程中的改航问题。     

融合多幅海图的航线自动生成改进方法

针对当前航线设计仅能处理单幅海图的不足,本文提出一种基于多幅海图碍航区融合的舰船航线自动生成改进方法。通过定量分析不同海图的精度及现势性差异,对不同海图的碍航区进行数据融合;建立碍航区空间数据库,构建海图增量更新机制;考虑多幅海图碍航区数据量对航线自动生成效率的影响,以航路二叉树算法为基础,采用航路窗口、改进R树索引等方式提升航线自动生成的效率。实验结果表明:所提方法能够实现跨海图图幅的航线自动生成,优化了航线的距离和安全可靠性,算法效率也得到提升。与现有方法相比,实验中所生成的航线,航程分别缩短了9.8%和21.8%;生成航线耗时分别缩短85.8%和95.02%。     

基于多约束非线形模型的航路优化研究

当飞行计划所规定的航线通过飞行受限区域时,尽量合理地安排飞行计划是空中交通管理的首要目的。文章以最小化成本为目的,首先建立一种多约束非线全局飞行安排模型,此模型综合考虑了当前航班和后续航班的操作成本;然后针对此模型文中提出了一种改进的启发式算法,此算法在常规启发式算法的基础上引入优先级别表,用优先级别表调控优化结果;最后,通过仿真说明此算法的有效性和可用性。     

近空域导弹航路仿真研究

本文针对距离在８ｋｍ以内，高度在３ｋｍ以下，速度约为２．５Ｍａ的近空域末端导弹航路的特点，建立了导弹航路的仿真模型。     

考虑关键点流量限制的多机场协同地面等待模型（研究生论坛稿件）

为了在流量控制结束后能加速延误波消散,提出了考虑关键点流量限制的多机场协同地面等待模型,对多个机场的出发流进行了协同优化,在减少流量控制所影响的航班延误波的同时,兼顾其他相关机场的出发流正点率,其中,设计了地面等待问题的分组原则、优先因子确定算法等。该模型考虑了不同航班的延误费用不同,还考虑了有后继任务的航班延误产生的累积损失。实验结果证明,与先来先服务相比较,本模型总延误时间减少11.5%,总延误损失减少9.5%,并能根据容量受限空域入界间隔、起飞机场起飞间隔的变化,得到不同的地面等待方案,体现了本文模型的灵活性和优化性。     

基于Petri网和遗传算法的飞行训练计划优化编排

为解决航空兵部队飞行训练计划的优化编排问题,以组成训练计划的科目为研究对象,提出一种基于赋时库所Petri网(timed place petri net,TPPN)的科目-空域占用过程仿真与遗传算法相结合的优化编排方法.该方法首先建立科目-空域占用关系表,并基于TPPN建立科目对空域的占用过程模型.采用遗传算法对空域占用过程进行优化,使用的染色体是由TPPN模型中的部分选择库所名称排列而成,每个染色体代表了一种科目-空域占用方案.利用基于TPPN的科目-空域占用过程仿真,得到每个染色体所对应的优化目标值.仿真试验证明,该方法融合了Petri网和遗传算法各自的优点,能够有效地实现航空兵部队飞行训练计划优化编排.     

Capacity models on expressway near a bus bay stop with an access

To determinate the expressway capacity near a bus bay stop with an access, capacity models on the expressway near a bus stop with an access were developed on the basis of gap acceptance theory and queuing theory. Depending on a bus stop position to an entrance or an exit ramp, the capacity models were developed for four cases. Bus bay stops with overflow and bus bay stops without overflow were considered. A comparison of simulation experiment and model calculation was carried out. Results show that the suggested models have high accuracy and reliability, at bus arrival rate below 60 vehicles per hour(veh/h) or vehicle volumes at the entrance and the exit below 200 passenger cars units per hour(pcu/h), and there are no significant difference in the capacities for four cases. When bus arrival rate is above 240 veh/h, the capacities of all four cases will decline rapidly. With berth number increasing, the increasing of the capacities is no obvious for four cases. As the bus arrival rate and vehicle volumes at the entrance and the exit increase, bus stops located downstream of an entrance and upstream of an exit have a remarkably effect on the capacities. The latter case is much heavier than the former. Those results can be used to traffic design and optimization on urban expressway near a bus stop with an access.     

基于二次代码集的飞行计划配对算法研究

针对包含空域飞行阶段且不存在二次代码的飞行计划配对问题,首次提出一种基于“二次代码集”的飞行计划与航迹配对方法。该方法首先利用边界搜索算法提取航迹轨迹轮廓,然后将其与计划轨迹分为航路飞行阶段和空域飞行阶段计算配对置信度,并将配对置信度与事先设定的置信度阈值相比较确定是否配对;同时针对长期计划的计划轨迹不变性提出一种基于航迹历史轨迹时间序列分类学习的方法处理其配对问题。通过某大型流量系统应用实践证明,提出的飞行计划配对方法不仅能解决常规计划配对问题,也能较好地适应当前系统中存在的二次代码缺失的飞行计划配对问题。     

概率空域拥挤管理模型与方法

针对空域拥挤现象日益严重、管理策略与方法缺乏等问题,建立了空域拥挤预测模型和空域拥挤风险解决模型。采用预测模型预测未来可能产生拥挤的空域和时段,基于空域拥挤风险解决模型对具有高风险拥挤空域在预测时段内实施流量管理,在充分考虑延误成本、不同空域用户延误公平性及其对交通流影响程度等因素的情况下,有效降低拥挤风险。实际运行数据表明,所建立的空域拥挤预测模型和空域拥挤风险解决模型能有效地预测未来空域发生拥挤的时段,迅速找到适宜的拥挤解决策略,平衡运行风险控制与成本控制,为空中交通流量动态管理提供了新途径。     

中国邮路问题的新型图书物流方案

针对以京东为例的图书配送线路的优化问题,以图书配送路线总路程最短为目标,在充分考虑“中国邮递员问题”基础上,建立了图书配送线路优化模型.通过该模型可以得到图书配送的总路程和配送路线.最后,基于WINQSB软件综合考虑运费、路程、时间等众多因素,将其重要性进行排序,优化了目前单一的配送方式.     

塔楼群玻璃幕墙碎粒飞行轨迹预测方法

结合某塔楼群玻璃幕墙的风灾实例,进行了塔楼群玻璃幕墙碎粒飞掷物的运动轨迹预测,研究了4种不同风场条件对幕墙碎粒飞行轨迹的影响。首先,在对大涡模拟方法及参数设置的有效性验证的基础上,通过紊流边界层风场内塔楼群的非定常绕流大涡模拟,获取了建筑周围的三维非定常绕流场。然后,采用五阶龙格库塔法,求解粒状飞掷物的三维刚体运动方程,通过均匀流场下飞掷物轨迹计算方法与文献试验结果的对比,验证了本文方法的有效性。最后,对比分析了不同流场条件对颗粒的飞行轨迹及飞行速度的影响。结果表明,本文飞掷物运动轨迹计算方法结合大涡模拟获取的流场能够对飞掷物飞行轨迹进行有效预测;对同一位置释放的颗粒,与理想均匀流场相比,三维自由来流场中颗粒的飞行速度和飞行距离相对较低;三维自由来流场忽略湍流成分时,会使颗粒的飞行速度进一步降低,而飞行距离增大;对于塔楼群三维非定常绕流场,与理想均匀流和三维自由来流场的飞掷物轨迹预测的结果相差较大,且飞掷物的飞行轨迹受绕流场中不同初始位置的影响较大,并可能显著影响最终的评估结果。因此,飞掷物的飞行轨迹应充分考虑建筑群周围的三维非定常绕流场和初始破坏位置的影响。     

Improved social force model based on exit selection for microscopic pedestrian simulation in subway station

An improved social force model based on exit selection is proposed to simulate pedestrians' microscopic behaviors in subway station. The modification lies in considering three factors of spatial distance, occupant density and exit width. In addition, the problem of pedestrians selecting exit frequently is solved as follows: not changing to other exits in the affected area of one exit, using the probability of remaining preceding exit and invoking function of exit selection after several simulation steps. Pedestrians in subway station have some special characteristics, such as explicit destinations, different familiarities with subway station. Finally, Beijing Zoo Subway Station is taken as an example and the feasibility of the model results is verified through the comparison of the actual data and simulation data. The simulation results show that the improved model can depict the microscopic behaviors of pedestrians in subway station.     

Contact theory

Contacts between two general blocks are the fundamental problem for discontinuous analysis. There are different contact points in different block positions, and there may have infinite contact point pairs in the same block position. In this paper, a new concept of an entrance block for solving the contacts between two general blocks is introduced. The boundary of an entrance block is a contact cover system. Contact covers may consist of contact vectors, edges, angles or polygons. Each contact cover defines a contact point and all closed-contact points define the movements, rotations and deformations of all blocks as in real cases. Given a reference point, the concept of entrance block simplifies the contact computation in the following ways.(1) The shortest distance between two blocks can be computed by the shortest distance between the reference point and the surface of the entrance block.(2) As the reference point outside the entrance block moves onto the surface of entrance block, the first entrance takes place. This first entrance point on the entrance block surface defines the contact points and related contact locations.(3) If the reference point is already inside the entrance block, it will exit the entrance block along the shortest path. The corresponding shortest exit point on the entrance block surface defines the contact points and related contact locations. All blocks and angles here are defined by inequality equations. Algebraic operations on blocks and angles are described here. Since the blocks and angles are point sets with infinite points, the geometric computations are difficult, and therefore the geometric computations are performed by related algebraic operations.     

地下空间出入口研究

分析了地下空间出入口的分类与用途，总结出地下空间出入口不但承担着组织交通、防灾疏散等物质功能，还具有体现空间形象、创造环境，以及完成空间和心理过渡的精神功能。针对其功能特点，并提出了地下空间出入口的设计原则。