機(jī)場場面航空器滑行路由規(guī)劃及三維仿真研究.pdf

1、航空運(yùn)輸業(yè)持續(xù)快速發(fā)展和機(jī)場不斷的擴(kuò)建對(duì)機(jī)場場面的運(yùn)行控制提出了更高要求。為了提高機(jī)場運(yùn)營效率及各種天候下的運(yùn)行能力，實(shí)施先進(jìn)場面引導(dǎo)與控制系統(tǒng)已迫在眉睫。本文主要研究了先進(jìn)場面引導(dǎo)與控制系統(tǒng)中的路徑規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)及基于Java3D的仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
　　本文首先根據(jù)9830文件提出了路徑規(guī)劃系統(tǒng)的兩階路徑規(guī)劃框架及基于Java3D的機(jī)場三維仿真系統(tǒng)框架。其次，根據(jù)機(jī)場場面結(jié)構(gòu)模型建立了基于Petri網(wǎng)的機(jī)場場面活動(dòng)模型。實(shí)現(xiàn)

2、了基于該模型的靜態(tài)路徑規(guī)劃及動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃算法。靜態(tài)路徑規(guī)劃算法以滑行時(shí)間最短為目標(biāo)，先計(jì)算出從起始庫所到場面活動(dòng)模型中其他各庫所的滑行時(shí)延，再從目的庫所向起始庫所回溯，根據(jù)回溯中不同路徑庫所時(shí)延的增量算出靜態(tài)預(yù)選路徑集。接著，利用Petri網(wǎng)變遷優(yōu)先激發(fā)約束及線性不等式約束，定義了場面活動(dòng)控制規(guī)范及航空器在交叉口的運(yùn)行順序，將場面航空器的沖突轉(zhuǎn)化為狀態(tài)禁止問題，從而使建立的場面活動(dòng)Petri網(wǎng)模型滿足機(jī)場運(yùn)行規(guī)則。最后將靜態(tài)預(yù)選路徑作為

3、可行解，根據(jù)場面活動(dòng)模型，依次為每條靜態(tài)預(yù)選路徑求解滿足場面活動(dòng)控制規(guī)范的關(guān)鍵事件軌跡并推算航空器各段的滑行時(shí)間窗，根據(jù)滑行時(shí)間窗計(jì)算航空器的等待時(shí)延并取等待時(shí)延最少的靜態(tài)預(yù)選路徑作為動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃的最優(yōu)解，傳遞給進(jìn)離場航空器。
　　機(jī)場三維仿真系統(tǒng)首先使用3DMax完成機(jī)場場景模型建模，并將模型按樹形結(jié)構(gòu)組織。三維仿真系統(tǒng)生成進(jìn)離場仿真飛機(jī)流，將規(guī)劃的路徑分配給進(jìn)離場航空器。其次，系統(tǒng)將場面航空器的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況傳遞給機(jī)場場面引導(dǎo)與