王兴隆, 徐肖豪, 冯江然

(中国民航大学 空中交通管理研究基地, 天津 300300)

基于改进人工势场法的多机改航路径规划

王兴隆, 徐肖豪, 冯江然

(中国民航大学 空中交通管理研究基地, 天津 300300)

恶劣天气是航空运输中造成航班延误的主要因素,实施改航策略是减少延误的一种有效方法,多航空器路径规划是改航策略的关键环节。针对恶劣天气造成大量航班延误情况,提出了采用人工势场法进行多机改航路径规划。根据航空器所受引力和斥力建立了传统人工势场模型,为解决在改航期间航空器受力出现局部最小值的问题,在航空器之间、航空器与恶劣天气之间引入不同的旋转控制力。仿真结果表明,改进的人工势场法规划的路径更短、更平滑,没有大角度转弯和反复振荡的情况,且计算效率提高了33%。

航空运输; 改航路径规划; 人工势场法; 多航空器

0 引言

导致航班延误的因素有很多,其中不利于飞行的天气,如大雾、雷暴、积冰等是造成航班延误的主要原因。根据民航局公布的资料统计,由于天气原因造成的机场或空域容量急剧下降而直接或间接导致航班延误的比例约占不正常航班的三分之一。

当出现恶劣天气时,实施改航策略是减少航班延误的一种有效途径,改航策略是航班临时选择一条不受影响的航线绕过飞行受限区域,航班改航路径规划是改航策略的一个关键问题。国外对该领域的研究已有十几年的时间,具有代表性的算法主要有:基于网格的改航路径规划法[1];基于多边形的改航路径规划法[2];基于标准进离场程序的改航路径规划法[3];基于自由飞行的改航路径规划法[4]。……