【摘要】：隨著全球航空業(yè)快速發(fā)展,航空運輸量持續(xù)增加,使得航班延誤、空中交通擁堵、空域資源緊張、管制工作負(fù)荷過大等問題日益嚴(yán)峻。針對這個現(xiàn)狀,各國開始積極推廣民航飛行新技術(shù)的應(yīng)用,向新技術(shù)要安全、要效率、要效益。然而,由于我國缺乏系統(tǒng)有效的仿真驗證手段,加上國外實施技術(shù)封鎖,使得新技術(shù)的推廣過程十分緩慢,不僅造成巨大的人力和資金的浪費,同時面臨著嚴(yán)峻的安全風(fēng)險。另外,在互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)時代下,圍繞大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)而誕生的智能交通概念成為當(dāng)今社會研究的熱點問題。就從地面智能交通來說,它是基于海量數(shù)據(jù)的收集、分析、挖掘,來預(yù)測未來交通態(tài)勢,提前實施調(diào)配方案以促進交通穩(wěn)定順暢運行。而映射到空中交通領(lǐng)域,CNS/ATM等相關(guān)飛行新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,使得航空器的導(dǎo)航性能更高、環(huán)境感知能力更強,地面的監(jiān)視手段更豐富,如果通信帶寬能夠增加,那么行業(yè)再向前發(fā)展,就可以達到智能飛行、智慧飛行層面。基于智能飛行、智慧飛行概念,本文構(gòu)建了多Agent飛行仿真驗證系統(tǒng),并給出了具體的實現(xiàn)方案。具體體工作如下:1、基于民航運行體系及飛行新技術(shù)特點,確定了采用基于Agent的分布式仿真技術(shù)作為飛行仿真手段;2、建立了多Agent飛行仿真系統(tǒng)理論,并將它映射到具體的實現(xiàn)功能框架;3、對應(yīng)航空器Agent,開發(fā)了飛行仿真客戶端,主要利用模擬飛行軟件建立基本飛行環(huán)境,并開發(fā)飛行控制程序模擬飛行員操縱過程,使飛機實現(xiàn)智能化、智慧化;4、簽派Agent、氣象Agent、空域Agent映射到數(shù)據(jù)庫,而管制Agent對應(yīng)于大數(shù)據(jù)處理平臺,用于宏觀空域運行決策;5、基于多個飛行客戶端、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器端、大數(shù)據(jù)處理平臺構(gòu)建了分布式飛行仿真平臺,然后在平臺上,開展4D飛行技術(shù)的研究與驗證工作。
【圖文】：

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文全尺寸的門到門的仿真，所采用的仿真技術(shù)也從最初的單機仿真驗證系統(tǒng)，發(fā)展到分仿真驗證系統(tǒng)。分布式仿真系統(tǒng)是將組成空管系統(tǒng)的各個實體，航空器、管制員、飛、導(dǎo)航、監(jiān)視、氣象、管制設(shè)備以及空域環(huán)境等參與進來，，研究它們的行為及信息交具有代表性的有美國的 Air-Ground Integration Experiment、ACES、AviationSimNet 和時仿真平臺 ESCAPE。其中，在美國社會認(rèn)可度較高的是空域概念評估系統(tǒng) ACES[7-9]，其結(jié)構(gòu)如圖 1.1 所示

圖 1. 2 EEC 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖我國民航事業(yè)起步較晚，盡管利用短短幾十年的時間取得了快速的發(fā)展與突破，并不趕超歐美發(fā)達國家，但是在民航這個領(lǐng)域，無論是空管技術(shù)、設(shè)備，還是管理體制上達國家存在一定的差距，同時在飛機核心系統(tǒng)開發(fā)方面，也不具備自主研發(fā)的能力。我國也在努力地推廣飛行新技術(shù)的應(yīng)用，但是由于自身缺乏系統(tǒng)有效的仿真驗證平臺再加上歐美國家對我國實施核心技術(shù)封鎖，因此很難開展飛行新技術(shù)的仿真驗證工作新技術(shù)的推廣過程顯得十分緩慢，同時浪費巨大的成本。針對這個現(xiàn)狀，國內(nèi)領(lǐng)域?qū)ｉ_始嘗試著進行關(guān)于飛行和空管仿真方面的研究，文獻[11]主要講了利用微軟模擬飛行飛行仿真，并通過采集回來的飛行數(shù)據(jù)生成飛行航跡，進而用于空管模擬仿真訓(xùn)練2]將分布式人工智能多 Agent 技術(shù)應(yīng)用于空管仿真，仿真系統(tǒng)包含航空器 Agent、空管統(tǒng) Agent 以及管制員 Agent，各 Agent 之間通過網(wǎng)絡(luò)通信實時交互，而在設(shè)計與實現(xiàn)gent 時，采用簡化的航空器三自由度數(shù)學(xué)模型，把航空器當(dāng)作質(zhì)點來研究，假設(shè)航空化為勻加速變化，忽視飛行研究，重點放在管制的模擬。文獻[13]采用基于 PC 機群，LA 標(biāo)準(zhǔn)的體系結(jié)構(gòu)，來構(gòu)建分布式的空管仿真驗證系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上進行 4D 航跡優(yōu)驗證工作。文獻[14]利用 X-Plane 飛行軟件作為模擬場景，構(gòu)建半實物仿真平臺，用于
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP391.9;V323

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本文編號：2608793