近年來(lái),我國(guó)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展帶動(dòng)著民航業(yè)迎來(lái)前所未有的增長(zhǎng),但同時(shí)快速的發(fā)展勢(shì)頭也為民航機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行帶來(lái)了更大壓力。機(jī)場(chǎng)資源緊張,滑行道擁堵和沖突、跑道入侵問(wèn)題頻發(fā),進(jìn)一步導(dǎo)致航班準(zhǔn)點(diǎn)率下降,滑行燃油消耗量增加,嚴(yán)重威脅了機(jī)場(chǎng)運(yùn)行安全及效益。為減輕機(jī)場(chǎng)運(yùn)行壓力,提升航班正點(diǎn)率及機(jī)場(chǎng)放行正常率,實(shí)現(xiàn)民航業(yè)可持續(xù)發(fā)展,本文提出了基于4D航跡的航空器場(chǎng)面滑行路徑優(yōu)化研究。首先,分析場(chǎng)面網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系,在建立機(jī)場(chǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,根據(jù)航空器的路徑請(qǐng)求信息,通過(guò)在傳統(tǒng)靜態(tài)路徑規(guī)劃中加入對(duì)轉(zhuǎn)彎次數(shù)的考慮,采用改進(jìn)的A*算法最終求得航空器滑行直線(xiàn)距離及轉(zhuǎn)彎距離之和最短的P條靜態(tài)路徑,作為可行滑行路徑集。其次,對(duì)航空器運(yùn)動(dòng)模型簡(jiǎn)化并對(duì)滑行道離散化建模,定義滑行不同階段加速度、距離等獨(dú)立變量,在權(quán)衡航空器滑行時(shí)間及燃油消耗的基礎(chǔ)上,優(yōu)化搜索獨(dú)立變量的帕累托最優(yōu)值確定航空器滑行速度剖面,為每條預(yù)選路徑生成考慮時(shí)間和燃油效率的更加精確的多目標(biāo)速度剖面,完成對(duì)場(chǎng)面航空器滑行4D航跡預(yù)測(cè)。最后,根據(jù)機(jī)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系對(duì)場(chǎng)面活動(dòng)區(qū)域進(jìn)行劃分,在此基礎(chǔ)上求解4D航跡預(yù)測(cè)結(jié)果的區(qū)域占用時(shí)間窗,并對(duì)4D航跡的區(qū)域占用時(shí)間窗進(jìn)行...

【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 課題研究背景及意義
        1.1.1 課題研究背景
        1.1.2 課題研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 4D航跡預(yù)測(cè)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面滑行路徑規(guī)劃研究現(xiàn)狀
    1.3 研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排
        1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 章節(jié)安排
第二章 航空器場(chǎng)面滑行靜態(tài)路徑規(guī)劃
    2.1 機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面結(jié)構(gòu)建模
        2.1.1 機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化
        2.1.2 機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)表示
    2.2 多條靜態(tài)路徑規(guī)劃算法
        2.2.1 靜態(tài)路徑規(guī)劃模型建立
        2.2.2 基于改進(jìn)A*算法的場(chǎng)面航空器靜態(tài)路徑規(guī)劃
    2.3 靜態(tài)路徑規(guī)劃算例及分析
        2.3.1 靜態(tài)路徑規(guī)劃算例
        2.3.2 結(jié)果分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 航空器場(chǎng)面滑行4D航跡預(yù)測(cè)
    3.1 航空器滑行時(shí)間建模
        3.1.1 航空器滑行航跡離散化
        3.1.2 航空器滑行時(shí)間模型
    3.2 航空器滑行油耗建模
        3.2.1 航空器運(yùn)動(dòng)模型
        3.2.2 航空器滑行油耗模型
    3.3 航空器滑行4D航跡預(yù)測(cè)模型
        3.3.1 構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)
        3.3.2 構(gòu)建約束條件
        3.3.3 優(yōu)化算法
        3.3.4 基于優(yōu)化搜索的多目標(biāo)速度剖面生成
    3.4 航空器滑行4D航跡預(yù)測(cè)算例及分析
        3.4.1 4D航跡預(yù)測(cè)算例
        3.4.2 結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 航空器場(chǎng)面滑行動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃
    4.1 機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面管制規(guī)范
        4.1.1 機(jī)場(chǎng)滑行道運(yùn)行規(guī)則
        4.1.2 機(jī)場(chǎng)滑行道沖突類(lèi)型
    4.2 機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面區(qū)域控制及航空器滑行時(shí)間窗
        4.2.1 滑行道區(qū)域劃分模型
        4.2.2 基于4D航跡預(yù)測(cè)的航空器滑行時(shí)間窗計(jì)算
    4.3 基于滑行時(shí)間窗的場(chǎng)面沖突探測(cè)與解脫
        4.3.1 航空器優(yōu)先級(jí)的確定
        4.3.2 對(duì)頭沖突探測(cè)與解脫
        4.3.3 交叉沖突探測(cè)與解脫
        4.3.4 追尾沖突探測(cè)與解脫
        4.3.5 場(chǎng)面滑行航空器動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃求解
    4.4 航空器動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃算例及分析
        4.4.1 動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃算例
        4.4.2 結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面航空器滑行動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃仿真
    5.1 仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求分析
    5.2 仿真系統(tǒng)組成及工作流程
        5.2.1 仿真系統(tǒng)組成
        5.2.2 仿真系統(tǒng)工作流程
    5.3 仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
        5.3.1 仿真系統(tǒng)運(yùn)行場(chǎng)景構(gòu)建
        5.3.2 場(chǎng)面航空器路徑規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)
    5.4 仿真系統(tǒng)操作流程
        5.4.1 系統(tǒng)GUI界面介紹
        5.4.2 系統(tǒng)操作流程
    5.5 仿真系統(tǒng)模擬運(yùn)行
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 論文總結(jié)
    6.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄A
附錄B
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3884991