基于有向元胞自动机的空中导航和冲突解脱算法
2015-12-28董兵杜文刘晓明
飞行力学 2015年2期
董兵,杜文,刘晓明
(1.西南交通大学 交通运输与物流学院,四川 成都610031;2.中国民用航空飞行学院 研究生处,四川 广汉618307)
0 引言
随着国家通用航空的快速发展和低空空域开放带来大发展的机遇,通用航空飞行安全问题凸显出来。据统计,2009年和2010年,通用航空事故和事故征候率均是运输航空的3倍,安全形势比较严峻[1]。部分通用航空公司存在着规模小、底子薄、安全基础差等客观因素,特别是在一些边远和海洋地区,地面导航设备缺乏,需要一种精度高、使用方便的导航设备和导航系统。
随着国际民航组织(ICAO)等研究机构的重视[2],许多新技术不断被提出,其目的是将地面管制员的负担向空中转移。新系统中提出了广播式自动相关监视(Automatic Dependent Surveillance Broadcast,ADS-B)系统,其特点是:主动发布和接收飞行状态信息,机载设备与地面设备相互协同,监视范围扩展为飞行的全过程[3-4]。
目前基于ADS-B的研究主要体现在基于ADSB 数据飞行冲突的避免[5]、飞行安全间隔评估[6]、误差评估分析及完好性[7]等方面。在导航和冲突检测方面,少有人涉及。在已有的文献中,文献[8-11]利用元胞自动机模型,对机器人路径规划进行了研究。本文将元胞自动机概念引入到飞机自主导航和飞行冲突解脱问题的研究中。
1 模型的建立
1.1 有向元胞自动机的引入
元胞自动机(Cellular Automaton,CA)是一种时间、空间、状态都离散的动力学模型,它适合于复杂系统时空演化过程的动态模拟研究[12]。当每一个元胞能够向8个基本方向运动时,该元胞被定义为有向元胞自动机(Directional Cellular Automata)。……
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