發(fā)布時(shí)間：2022-02-23 05:06

　　隨著全球民用航空運(yùn)輸業(yè)的高速發(fā)展,機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面交通越發(fā)繁忙,場(chǎng)面布局日趨復(fù)雜,呈多跑道、多滑行道和多航站樓趨勢(shì)發(fā)展,機(jī)場(chǎng)運(yùn)行逐步成為限制民航交通流量發(fā)展的瓶頸,場(chǎng)面剮蹭現(xiàn)象頻出,航班延誤逐年增長(zhǎng),使得國(guó)內(nèi)外民航機(jī)場(chǎng)對(duì)場(chǎng)面航空器滑行路徑的無沖突、滑行距離及滑行時(shí)間最優(yōu)的需求越來越迫切。為此,本文圍繞航空器場(chǎng)面軌跡預(yù)測(cè)和路徑規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)展開了深入的研究。首先,分析了場(chǎng)面的運(yùn)行過程和影響場(chǎng)面運(yùn)行決策的相關(guān)約束因素,以及對(duì)場(chǎng)面滑行道的沖突進(jìn)行分析,并針對(duì)滑行道系統(tǒng)中不同的交叉口類型作同構(gòu)處理,構(gòu)建了場(chǎng)面結(jié)構(gòu)圖,再通過鄰接矩陣表示出網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中路徑節(jié)點(diǎn)之間的連接關(guān)系。其次,針對(duì)場(chǎng)面滑行路徑?jīng)_突問題,分析滑行軌跡數(shù)據(jù)特點(diǎn),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行概率采樣、一階差分、標(biāo)準(zhǔn)化等預(yù)處理,構(gòu)建出基于長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)的軌跡預(yù)測(cè)模型,并結(jié)合場(chǎng)面航空器的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化,引入衰減記憶窗口改進(jìn)模型中隱藏層結(jié)構(gòu),通過在不同參數(shù)下進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證,進(jìn)一步提升了預(yù)測(cè)精度,再利用曲線擬合的方法對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行多項(xiàng)式擬合,減小數(shù)據(jù)集在不同采樣因子下進(jìn)行訓(xùn)練所帶來的預(yù)測(cè)誤差,實(shí)現(xiàn)航空器場(chǎng)面中長(zhǎng)期位置預(yù)測(cè)的目標(biāo),為滑行沖突探測(cè)及解脫方案的實(shí)施奠定基礎(chǔ)。最后,... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 先進(jìn)場(chǎng)面活動(dòng)引導(dǎo)與控制系統(tǒng)的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.2 場(chǎng)面軌跡預(yù)測(cè)方法的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 場(chǎng)面路徑規(guī)劃算法的研究現(xiàn)狀
    1.3 研究目標(biāo)與研究?jī)?nèi)容
    1.4 論文結(jié)構(gòu)安排
第二章 場(chǎng)面系統(tǒng)運(yùn)行分析和場(chǎng)面結(jié)構(gòu)建模
    2.1 場(chǎng)面系統(tǒng)運(yùn)行分析
        2.1.1 機(jī)場(chǎng)系統(tǒng)介紹
        2.1.2 場(chǎng)面運(yùn)行過程分析
        2.1.3 場(chǎng)面運(yùn)行管制約束
        2.1.4 場(chǎng)面滑行道沖突分析
    2.2 場(chǎng)面結(jié)構(gòu)建模
        2.2.1 場(chǎng)面結(jié)構(gòu)建立
        2.2.2 場(chǎng)面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)表示
    2.3 本章小結(jié)
第三章 場(chǎng)面航空器軌跡預(yù)測(cè)模型構(gòu)建
    3.1 循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法引入
        3.1.1 傳統(tǒng)循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        3.1.2 長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)
    3.2 網(wǎng)絡(luò)模型參數(shù)設(shè)定
        3.2.1 激活函數(shù)選擇
        3.2.2 損失函數(shù)選擇
        3.2.3 優(yōu)化方法選擇
    3.3 場(chǎng)面航空器軌跡預(yù)測(cè)模型構(gòu)建
        3.3.1 軌跡數(shù)據(jù)預(yù)處理
        3.3.2 基于LSTM的軌跡預(yù)測(cè)模型構(gòu)建
        3.3.3 帶衰減記憶窗口改進(jìn)的軌跡預(yù)測(cè)模型構(gòu)建
    3.4 模型驗(yàn)證與結(jié)果分析
        3.4.1 模型驗(yàn)證環(huán)境與驗(yàn)證方案設(shè)計(jì)
        3.4.2 不同網(wǎng)絡(luò)模型參數(shù)下預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)比
        3.4.3 帶衰減記憶窗口下預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)比
        3.4.4 中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)結(jié)果分析
    3.5 模型預(yù)測(cè)位置擬合
    3.6 本章小結(jié)
第四章 場(chǎng)面航空器路徑規(guī)劃算法設(shè)計(jì)
    4.1 場(chǎng)面航空器路徑規(guī)劃問題分析
        4.1.1 場(chǎng)面路徑規(guī)劃流程分析
        4.1.2 場(chǎng)面滑行沖突探測(cè)與解脫問題分析
    4.2 場(chǎng)面路徑規(guī)劃算法框架構(gòu)建
        4.2.1 場(chǎng)面路徑規(guī)劃數(shù)學(xué)模型建立
        4.2.2 場(chǎng)面路徑規(guī)劃問題求解算法選擇
        4.2.3 融入軌跡預(yù)測(cè)模型改進(jìn)的遺傳算法設(shè)計(jì)
    4.3 場(chǎng)面路徑規(guī)劃求解算法設(shè)計(jì)
        4.3.1 路徑節(jié)點(diǎn)編碼規(guī)則設(shè)計(jì)
        4.3.2 初始可行解種群生成
        4.3.3 適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計(jì)
        4.3.4 遺傳算子操作
        4.3.5 基于軌跡預(yù)測(cè)模型的場(chǎng)面沖突探測(cè)與解脫方案設(shè)計(jì)
    4.4 場(chǎng)面路徑規(guī)劃算例驗(yàn)證及案例分析
        4.4.1 算例驗(yàn)證數(shù)據(jù)準(zhǔn)備與驗(yàn)證方案設(shè)計(jì)
        4.4.2 路徑規(guī)劃算法性能分析
        4.4.3 融入軌跡預(yù)測(cè)模型的遺傳算法案例分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]航空器跑道滑行軌跡預(yù)測(cè)方法研究[J]. 廖超偉.  艦船電子工程. 2015(08)
[2]基于Petri網(wǎng)與遺傳算法的航空器滑行初始路徑規(guī)劃[J]. 朱新平,湯新民,韓松臣.  西南交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(03)
[3]基于IMM算法的機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤[J]. 宮淑麗,王幫峰,吳紅蘭,黃圣國(guó).  系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2011(10)
[4]基于蟻群算法的航空器地面滑行研究[J]. 高國(guó)政.  山東交通科技. 2011(01)
[5]基于遺傳算法的機(jī)場(chǎng)滑行調(diào)度優(yōu)化策略[J]. 董天圣,彭艦.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2010(02)
[6]基于布朗運(yùn)動(dòng)的空中交通短期沖突探測(cè)[J]. 李丹,崔德光.  清華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）網(wǎng)絡(luò).預(yù)覽. 2008(04)
[7]基于計(jì)算幾何方法的飛行沖突檢測(cè)[J]. 劉昕.  電子測(cè)量技術(shù). 2007(04)
[8]A-SMGCS技術(shù)和應(yīng)用介紹[J]. 呂小平.  空中交通管理. 2006(08)
[9]A-SMGCS技術(shù)和應(yīng)用介紹[J]. 呂小平.  空中交通管理. 2006 (08)
[10]實(shí)數(shù)編碼遺傳算法的評(píng)述[J]. 田小梅,龔靜.  湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2005(01)

碩士論文
[1]基于4D軌跡的航空器地面滑行動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃及仿真系統(tǒng)研究[D]. 周龍.南京航空航天大學(xué) 2015
[2]機(jī)場(chǎng)航空器滑行路徑優(yōu)化技術(shù)研究[D]. 陳浩.南京航空航天大學(xué) 2015
[3]A-SMGCS中動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃的關(guān)鍵問題研究[D]. 柴琪琦.南京航空航天大學(xué) 2013
[4]機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)研究[D]. 楊磊.南京航空航天大學(xué) 2012
[5]基于滑行道等待的地面沖突解脫策略研究[D]. 薛磊.南京航空航天大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3640930