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基于Q-Learning的航空器滑行路径规划研究
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作者 王兴隆 王睿峰 《中国民航大学学报》 CAS 2024年第3期28-33,共6页
针对传统算法规划航空器滑行路径准确度低、不能根据整体场面运行情况进行路径规划的问题,提出一种基于Q-Learning的路径规划方法。通过对机场飞行区网络结构模型和强化学习的仿真环境分析,设置了状态空间和动作空间,并根据路径的合规... 针对传统算法规划航空器滑行路径准确度低、不能根据整体场面运行情况进行路径规划的问题,提出一种基于Q-Learning的路径规划方法。通过对机场飞行区网络结构模型和强化学习的仿真环境分析,设置了状态空间和动作空间,并根据路径的合规性和合理性设定了奖励函数,将路径合理性评价值设置为滑行路径长度与飞行区平均滑行时间乘积的倒数。最后,分析了动作选择策略参数对路径规划模型的影响。结果表明,与A*算法和Floyd算法相比,基于Q-Learning的路径规划在滑行距离最短的同时,避开了相对繁忙的区域,路径合理性评价值高。 展开更多
关键词 滑行路径规划 机场飞行区 强化学习 Q-LEARNING
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A-SMGCS航空器动态最优滑行路径规划研究 被引量:9
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作者 王翀 汤新民 安宏锋 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 2012年第5期1069-1073,共5页
机场场面航空器的动态最优滑行路径研究是A-SMGCS的前提和关键,包括动态路径规划和滑行时间调度两方面.针对A-SMGCS中动态路径规划的复杂性和实时性,依据跑道、滑行道和停机坪的拓扑结构及管制规定建立了基于Petri网的场面活动模型及相... 机场场面航空器的动态最优滑行路径研究是A-SMGCS的前提和关键,包括动态路径规划和滑行时间调度两方面.针对A-SMGCS中动态路径规划的复杂性和实时性,依据跑道、滑行道和停机坪的拓扑结构及管制规定建立了基于Petri网的场面活动模型及相关约束规范.根据该模型及约束规范,并将静态预选路径作为可行解集,推导出场面各个时刻的机场状态,并从中选取最优路径.仿真实例表明动态路径规划可以最大限度避免滑行冲突,减少航空器的等待时间,显著提高场面运行效率. 展开更多
关键词 A-SMGCS PETRI网 动态滑行路径规划 避免场面滑行冲突 占用时间窗
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基于理想滑行路径的机场滑行道调度策略模型 被引量:13
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作者 牟德一 刘金凤 《大连交通大学学报》 CAS 2011年第6期41-45,共5页
针对各大型机场容量不足导致地面滑行延误日益严重的难题,结合空中交通管制与机场地面滑行基本规则,提出了一种新的调度策略,将停机位或跑道入口无限时等待时间分散到滑行过程中的各个结点,并建立了求解该问题的混合整数规划模型.此外,... 针对各大型机场容量不足导致地面滑行延误日益严重的难题,结合空中交通管制与机场地面滑行基本规则,提出了一种新的调度策略,将停机位或跑道入口无限时等待时间分散到滑行过程中的各个结点,并建立了求解该问题的混合整数规划模型.此外,将最短路与理想路径进行区分,采用Floyd算法为每架飞机提供多条无障碍的理想路径.通过某大型机场的实际数据进行验证分析,结果表明新的调度策略可以使得总调度时间减少,缓解机场的地面忙碌状态. 展开更多
关键词 机场滑行道调度 混合整数规划 FLOYD算法 理想滑行路径
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基于改进Dijkstra算法的滑行路径优化 被引量:9
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作者 翟文鹏 刘润南 朱承元 《中国民航大学学报》 CAS 2022年第1期1-6,共6页
为了减少大型繁忙机场场面拥堵与航班延误,对处于机场终端区的航班进行预先战术性的滑行路径动态优化。首先,对处于机场终端区的航班划分时间窗口,对航班集合进行分类,使用改进Dijkstra算法对需要路径优化的航班进行动态规划。改进Dijks... 为了减少大型繁忙机场场面拥堵与航班延误,对处于机场终端区的航班进行预先战术性的滑行路径动态优化。首先,对处于机场终端区的航班划分时间窗口,对航班集合进行分类,使用改进Dijkstra算法对需要路径优化的航班进行动态规划。改进Dijkstra算法是将整个时间进程分成多个连续滚动的时间片,在每个时间片中,以场面节点的时间当量长度总和最小为优化目标,采用传统Dijkstra算法思想,获得每个航班的最优滑行路径解。其次,在TAAM(total airspace and airport modeller)仿真软件中利用Matlab编程实现算法,并以实际机场为例验证算法正确性。实验结果证明:改进Dijkstra算法能有效减少滑行冲突,提高滑行效率,缩短机场航班延误时间。 展开更多
关键词 空中交通管制 机场管制 改进DIJKSTRA算法 滑行路径优化 TAAM(total airspace and airport modeller)仿真
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基于跑道出口滑行道选择的机场滑行路径优化 被引量:9
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作者 张兆宁 王彤 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期33-39,共7页
为更好的研究航空器在机场滑行路径优化问题,对航空器在着陆后滑行运动过程进行分析,选择最优的跑道出口滑行道脱离跑道,并结合滑行冲突约束条件建立航空器滑行路径优化模型,采用基于改进遗传算法的滑行路径优化算法对模型进行求解。算... 为更好的研究航空器在机场滑行路径优化问题,对航空器在着陆后滑行运动过程进行分析,选择最优的跑道出口滑行道脱离跑道,并结合滑行冲突约束条件建立航空器滑行路径优化模型,采用基于改进遗传算法的滑行路径优化算法对模型进行求解。算例分析结果表明:航空器的全局滑行时间减少,着陆航空器对于跑道的占用时间减少,可见算法可行。 展开更多
关键词 交通工程 路径优化 跑道出口滑行 冲突约束 滑行路径优化模型 遗传算法
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基于NSGA Ⅱ的机场场面滑行路径优化 被引量:4
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作者 黄邦菊 吕明燕 +1 位作者 李保强 熊慧敏 《航空计算技术》 2022年第2期40-43,共4页
为求解大型机场场面的滑行路径规划问题,建立了双目标整数规划模型,并用NSGAⅡ算法求解模型。NSGAⅡ是一种遗传算法,降低了非劣排序遗传算法的复杂性,具有运行速度快,解集的收敛性好的优点,成为其他多目标优化算法性能的基准。以中国某... 为求解大型机场场面的滑行路径规划问题,建立了双目标整数规划模型,并用NSGAⅡ算法求解模型。NSGAⅡ是一种遗传算法,降低了非劣排序遗传算法的复杂性,具有运行速度快,解集的收敛性好的优点,成为其他多目标优化算法性能的基准。以中国某枢纽机场的实际运行数据为例,进行实验仿真,证明算法的可行性、有效性。 展开更多
关键词 滑行路径规划 最短路径 多目标优化 帕累托最优
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基于转弯惩罚的机场滑行路径优化及冲突解脱 被引量:2
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作者 何康 吴红兰 +1 位作者 宫淑丽 吴振 《航空计算技术》 2023年第4期71-75,共5页
为了缓解机场滑行道系统运行压力,提高航空器运行效率,以优化航空器滑行路径,降低滑行道占用时间为目标,针对机场滑行系统优化问题展开分析,建立栅格化机场场面地图,并提出基于转弯惩罚和A*算法相结合的算法模型。以无锡硕放机场为例进... 为了缓解机场滑行道系统运行压力,提高航空器运行效率,以优化航空器滑行路径,降低滑行道占用时间为目标,针对机场滑行系统优化问题展开分析,建立栅格化机场场面地图,并提出基于转弯惩罚和A*算法相结合的算法模型。以无锡硕放机场为例进行仿真分析,结果表明:与基于冲突等待的传统A^(*)算法路径方案相比,改进模型在高峰小时航班总运行时间降低110 s,冲突次数降低1次,滑行等待时间降低83 s。实验验证所提的路径优化模型是可行的,能在提升滑行效率的基础上识别与解脱冲突。 展开更多
关键词 滑行路径优化 转弯惩罚 A^(*)算法 冲突解脱
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基于Floyd算法的双流机场滑行路径优化研究 被引量:3
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作者 侯冲 何秋钊 +1 位作者 宋金豆 吕晨辉 《舰船电子工程》 2023年第6期54-58,共5页
随着大型机场航班量不断扩大,机场的运行效率成为了急需解决的关键问题,而航空器滑行时间减少可以直接有效地提高机场整体运行效率。论文围绕机场航空器滑行路径优化这一目标展开研究,针对双流机场为实例进行研究分析。首先对机场场面... 随着大型机场航班量不断扩大,机场的运行效率成为了急需解决的关键问题,而航空器滑行时间减少可以直接有效地提高机场整体运行效率。论文围绕机场航空器滑行路径优化这一目标展开研究,针对双流机场为实例进行研究分析。首先对机场场面运行进行了介绍与分析,进而利用Floyd算法针对滑行过程中的冲突进行最短滑行路径优化分析,最后基于SIMMOD仿真软件对Floyd算法计算的考虑冲突情况下的最短滑行路径进行仿真分析,得到优化前的航班运行总时间为4164s,优化后的航班滑行时间为3788s,总的运行效率提高了9%。 展开更多
关键词 FLOYD算法 滑行路径 冲突热点 SIMMOD
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基于改进的CPCNN的动态滑行路径规划算法 被引量:5
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作者 付宇晓 晁世伟 +1 位作者 代欣宇 任广建 《航空计算技术》 2018年第6期77-81,共5页
为提高大型机坪的场面运行效率,提出了基于人工势场和竞争性耦合神经网络(CPCNN)的滑行路径规划算法,可根据预测的航空器路径轨迹,动态调整滑行路段的虚拟路权,更新CPCNN搜索网络,确定下一个点火节点,直至目标节点点火得到动态滑行路径... 为提高大型机坪的场面运行效率,提出了基于人工势场和竞争性耦合神经网络(CPCNN)的滑行路径规划算法,可根据预测的航空器路径轨迹,动态调整滑行路段的虚拟路权,更新CPCNN搜索网络,确定下一个点火节点,直至目标节点点火得到动态滑行路径。算法预测了场面交通态势,可以有效分散航空器交通密度,避免交通堵塞,达到航空器运行时间最短的目的。以昆明长水机场为例,验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 滑行路径规划 CPCNN 人工势场 运行仿真
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基于起飞飞机后侧穿越的航空器滑行路径优化 被引量:5
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作者 陈亚青 胡登峰 侯宇杰 《航空计算技术》 2019年第2期11-14,18,共5页
随着我国民航的快速发展,空中交通流量急剧增长,机场承载的压力与日俱增,多跑道运行已经成为必然趋势。受土地资源约束,近距平行跑道逐渐成为大型枢纽机场的主流跑道构型。在传统的运行模式下,航空器需要频繁穿越跑道或采用"大U滑&... 随着我国民航的快速发展,空中交通流量急剧增长,机场承载的压力与日俱增,多跑道运行已经成为必然趋势。受土地资源约束,近距平行跑道逐渐成为大型枢纽机场的主流跑道构型。在传统的运行模式下,航空器需要频繁穿越跑道或采用"大U滑"的方式进离场,使得运输效率低下、不安全事件频发等问题愈发突出。故提出起飞飞机后侧穿越跑道的方式,并对其进行路径规划。对机场结构进行数学建模,结合起飞飞机后侧穿越跑道的方式,采用改进的有向图将机场场面抽象成二维的有向图模型。在此基础上,结合航空器的滑行规则,对进离场航空器进行路径规划。采用遗传算法对滑行路径进行求解,并依托重庆江北机场实际算例进行计算机仿真验证,得到航空器累计滑行时间最短的滑行路径,从而进一步提升机场场面运行安全水平和效率。 展开更多
关键词 跑道穿越方式 滑行路径 路径规划 遗传算法
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基于废气排放因素的离港航空器滑行路径优化 被引量:1
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作者 郑丽君 胡荣 +1 位作者 张军峰 朱佳琳 《中国民航大学学报》 CAS 2019年第6期34-38,45,共6页
以离港航空器为研究对象,将废气排放因素纳入滑行路径优化模型,分别建立最短滑行时间模型、最小废气排放量模型和两者相结合的多目标优化模型,并采用遗传算法开展算例仿真以获取帕累托最优配置方案。同时,考虑到CO2在废气中占比最大,就... 以离港航空器为研究对象,将废气排放因素纳入滑行路径优化模型,分别建立最短滑行时间模型、最小废气排放量模型和两者相结合的多目标优化模型,并采用遗传算法开展算例仿真以获取帕累托最优配置方案。同时,考虑到CO2在废气中占比最大,就CO2单位成本、CO2排放成本、废气排放成本和滑行总成本之间的关系进行敏感性分析。结果表明:相较于最短滑行时间模型,该多目标优化模型可在保证航空器滑行效率的同时减少约1%的废气;随着CO2单位成本的增加,CO2排放成本占废气排放成本的比重呈“先快后慢”的趋势,在CO2单位成本值较低的情况下,表现出高度敏感性,而在成本值较高的情况下,敏感性较不显著;废气排放成本占总成本比重近乎成等比例增长。 展开更多
关键词 航空运输 滑行路径优化 遗传算法 离港航空器 废气排放
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塔台模拟机航空器滑行冲突避让设计与应用
12
作者 赵亮波 万化云 《科技创新与应用》 2025年第8期27-31,共5页
现实场景中的航空器滑行冲突避让往往涉及复杂的人为因素,在保证管制模拟训练真实的前提下,为减少现实场景人为冲突避让的对训练的流畅性和效率产生不利影响,该文提出塔台模拟机航空器滑行冲突避让设计和应用。基于塔台模拟机航班已规... 现实场景中的航空器滑行冲突避让往往涉及复杂的人为因素,在保证管制模拟训练真实的前提下,为减少现实场景人为冲突避让的对训练的流畅性和效率产生不利影响,该文提出塔台模拟机航空器滑行冲突避让设计和应用。基于塔台模拟机航班已规划过的滑行路径,结合地面滑行路径特点,分析滑行冲突类型,提出对应冲突避让策略。仿真实验表明,基于滑行路径类型分析判定冲突后,使用冲突避让策略,可以实现航空器自主冲突避让,减少模拟训练航空器碰撞影响,提高管制培训效率。 展开更多
关键词 塔台模拟机 滑行路径 冲突类型 避让策略 滑行路径
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机场场面滑行道与跑道运行综合优化调度
13
作者 周笑桐 张颖 +1 位作者 尹嘉男 徐世民 《航空计算技术》 2024年第2期62-65,共4页
考虑到机场场面多资源之间的耦合性影响场面整体调度性能以及场面一体化综合调度模型存在求解时间长的问题,研究了场面滑行道调度与跑道调度问题两步综合优化调度方法。方法将整体调度过程分为两个步骤分别进行处理:第一步考虑停机位区... 考虑到机场场面多资源之间的耦合性影响场面整体调度性能以及场面一体化综合调度模型存在求解时间长的问题,研究了场面滑行道调度与跑道调度问题两步综合优化调度方法。方法将整体调度过程分为两个步骤分别进行处理:第一步考虑停机位区域的滑行冲突与跑道运行间隔约束构建多跑道航班起降序列优化模型,并设计遗传算法求解;第二步,将步骤一获得的跑道起降顺序作为第二步的约束,同时考虑航班场面滑行区的滑行冲突以及跑道间隔约束构建了综合调度模型,为进离场航班生成滑行道和跑道的综合调度方案。实验结果表明,该两步综合优化调度方法可以在满足运行需求的计算时间内实现场面滑行道和跑道的综合优化调度。 展开更多
关键词 滑行路径规划 跑道排序 遗传算法 完全综合调度
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航空器场面滑行速度与油耗研究 被引量:12
14
作者 王湛 熊佳俊 陈浩 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 2017年第3期391-394,400,共5页
针对航空器在机场的滑行路径优化问题,以航空器滑行运动模型为基础,通过离散化滑行速度,采用多目标免疫优化方法,研究了当航空器使用固定的路径推出时,其滑行速度与油耗之间的具体关系.仿真结果表明,通过权衡航空器滑行速度与油耗,可以... 针对航空器在机场的滑行路径优化问题,以航空器滑行运动模型为基础,通过离散化滑行速度,采用多目标免疫优化方法,研究了当航空器使用固定的路径推出时,其滑行速度与油耗之间的具体关系.仿真结果表明,通过权衡航空器滑行速度与油耗,可以为指定的滑行线路提供多种滑行方案,满足空管的实时航班调配,同时也可以促进基于油耗的滑行路径优化研究,从而降低滑行时间和油耗,提高机场的运行效率. 展开更多
关键词 燃油消耗 滑行速度 免疫自适应算法 多目标优化 滑行路径
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机场跑道对波音727型飞机滑行的动态响应实测研究 被引量:1
15
作者 曾岳 陈建峰 王志亮 《路基工程》 2016年第1期13-18,共6页
在介绍丹佛国际机场项目的基础上,根据丹佛机场跑道实测弯沉数据,详细分析了机场跑道对波音727型飞机典型滑行事件的动力响应。对跑道实测弯沉数据的分析结果表明:飞机滑行时,横缝板边弯沉峰值较大且易出现脱空现象,跑道总沉降以地基沉... 在介绍丹佛国际机场项目的基础上,根据丹佛机场跑道实测弯沉数据,详细分析了机场跑道对波音727型飞机典型滑行事件的动力响应。对跑道实测弯沉数据的分析结果表明:飞机滑行时,横缝板边弯沉峰值较大且易出现脱空现象,跑道总沉降以地基沉降为主;板中荷载传递系数具有方向性;在板中弯沉盆反弯点内外,横向应变与纵向应变曲线凹凸方向不同;实测横向与纵向应变曲线形状随测量点至横缝的距离不同而变化。 展开更多
关键词 机场跑道 波音727 滑行路径 跑道弯沉 应变 荷载传递系数
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机场地面容量评估研究 被引量:13
16
作者 田勇 付建军 王艳军 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期619-622,共4页
提出基于滑行路径动态寻优的机场地面容量评估方法。对于结构复杂多样的机场地面,当跑道、滑行道和停机位使用情况和航班流变化时,根据机场地面运行的具体特点,首先建立机场地面有向网络模型,引入滑行道的权值概念,再通过D ijkstra算法... 提出基于滑行路径动态寻优的机场地面容量评估方法。对于结构复杂多样的机场地面,当跑道、滑行道和停机位使用情况和航班流变化时,根据机场地面运行的具体特点,首先建立机场地面有向网络模型,引入滑行道的权值概念,再通过D ijkstra算法进行动态路径寻优,并与冲突探测相结合,对滑行道和停机位进行合理分配。最后通过计算机仿真来评估容量。仿真实例表明,该方法不仅可以增强机场地面容量评估的灵活性和准确性,还可以应用于机场地面交通引导。 展开更多
关键词 流量管理 地面容量评估 DIJKSTRA算法 滑行路径 最优路径
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基于禁忌搜索算法的机场场面联合优化模型 被引量:8
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作者 冯程 胡明华 满青珊 《航空计算技术》 2015年第1期56-60,共5页
针对当今机场场面优化对象仅为某一独立环节的情况,梳理联合优化框架,利用已有的单一环节优化模型,建立了滑行路径规划与停机位分配联合优化模型,并设计了禁忌搜索算法流程,最终降低了航班进离场资源占用时间。将优化模型分别植入空域... 针对当今机场场面优化对象仅为某一独立环节的情况,梳理联合优化框架,利用已有的单一环节优化模型,建立了滑行路径规划与停机位分配联合优化模型,并设计了禁忌搜索算法流程,最终降低了航班进离场资源占用时间。将优化模型分别植入空域管理与评估系统(ACES)的空侧容量评估系统中进行仿真分析,结果表明,联合优化模型能够在综合考虑机场运行实际的条件下大幅提升空侧容量,改善机场运行效率与资源配置情况。 展开更多
关键词 场面优化 滑行路径规划 停机位分配 禁忌搜索 容量评估
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