Olusyo Ojemu , Mhdi Mhfouf , Lohithksh M. Miyr , Arr Al-Hindi ,Mihl Weiszer , Jun Chen ,*

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1. 引言

近来的研究表明，为了实现高效运作，满足机场不断增加的飞机和客流量的需求，有必要对每架航班实施门到门的全程引导[1,2]。这种全程引导被称为四维航迹（4DT）引导。四维航迹是指飞机从登机口到跑道的时空导航（包括滑行和回推路径）[3]。四维航迹引导系统不仅能优化地面运动的各个阶段，而且还能协调机队的行动。四维航迹引导系统能减少高达55%的滑行延误[4]。因此，许多空中交通管理人员目前正在研究如何提高机场的数字化水平，包括新的地面决策支持和导航技术，以应对拥堵并提高机场运行的鲁棒性[1]。到2035年，乘客数量将增至2012年公布数量的1.5倍[1,5]，为了完成管理各个机场的飞机地面运动这一日益艰巨的任务，实现四维航迹算法变得更加紧迫。此外，飞机排放占全球温室气体排放的3% [5,6]，这为地面运动优化提供了重要动力。

人们针对机场地面决策支持和导航系统的可行性进行了大量的研究[7-10]。这些研究大致可以分为两类。第一类包括优化机场地面作业的路径和调度的算法。这类研究更关注整个机场的运行模式，而不是特定的飞机。这类算法主要解决的是滑行时间的最小化问题[4,11]，并不主动或直接优化燃油效率及其排放。少数例外情况，如主动路径和调度算法，直接考虑燃油消耗和排放[5,12]。然而，这些算法以简化的飞机运动方程和燃料排放模型为基础，生成的四维航迹可能不符合操作限制，而且由于其与预设的四维航迹不完全一致，遵循这些轨迹可能会增加燃料的消耗和排放。……