機場場面航空器滑行路由規(guī)劃及三維仿真研究.pdf

1、航空運輸業(yè)持續(xù)快速發(fā)展和機場不斷的擴建對機場場面的運行控制提出了更高要求。為了提高機場運營效率及各種天候下的運行能力，實施先進場面引導與控制系統(tǒng)已迫在眉睫。本文主要研究了先進場面引導與控制系統(tǒng)中的路徑規(guī)劃關鍵技術及基于Java3D的仿真系統(tǒng)的設計與實現。
　　本文首先根據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的機場三維仿真系統(tǒng)框架。其次，根據機場場面結構模型建立了基于Petri網的機場場面活動模型。實現

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

3、可行解，根據場面活動模型，依次為每條靜態(tài)預選路徑求解滿足場面活動控制規(guī)范的關鍵事件軌跡并推算航空器各段的滑行時間窗，根據滑行時間窗計算航空器的等待時延并取等待時延最少的靜態(tài)預選路徑作為動態(tài)路徑規(guī)劃的最優(yōu)解，傳遞給進離場航空器。
　　機場三維仿真系統(tǒng)首先使用3DMax完成機場場景模型建模，并將模型按樹形結構組織。三維仿真系統(tǒng)生成進離場仿真飛機流，將規(guī)劃的路徑分配給進離場航空器。其次，系統(tǒng)將場面航空器的實時運行情況傳遞給機場場面引導與