结合高度层分配的4d航迹战略冲突解脱

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1、结合高度层分配的4D航迹战略冲突解脱高梦宇胡明华张颖叶博嘉羊钊南京航空航天大学民航学院摘要：为提高空屮交通的安全性，降低管制员的工作负荷，提出在战略阶段进行4D航迹的冲突探测与解脱。通过对具体冲突结果进行分析，建立了高度层分配和起飞时刻调整相结合的4D航迹战略冲突解脱模型。采用Tabucol算法对所建立的模型进行求解，并对结果进行扰动性分析。选取某区域内一组预测航迹进行仿真实验，表明两种策略相结合的方法可以有效解决该范围内航迹冲突。冋吋相较于单一的解脱策略，该方法成本更低，可行性较高。关键词：4D航迹;战略冲突解脱;高度层分配

2、;起飞时刻调整;Tabucol算法;作者简介：高梦宇（1994-）,女，安徽阜阳人，硕士研究生，主要研究方向为空中交通流量管理。收稿日期：2017-07-05基金：W家自然科学基金项目资助（51608268）Strategic4DTrajectoryDeconflictionCombinedFlightLevelAllocationwithDepartureTimeAdjustmentGAOMeng-yuHUMing-huaZHANGHngYEBo-jiaYANG—ZhaoCollegeofCivilAviation，Nanj

3、ingUniversityofAeronauticsandAstronautics;Abstract：Inordertoimprovethesafetyofairtrafficandreducetheworkloadofcontrollers,conflictdetectionandresolutionofthe4Dtrajectoryinthestrategicphasewereproposed.Accordingtotheanalysisoftheconflictresult，themodelofstrategictraj

4、ectorydeconf1ictionwereconstructed,includingflightlevelallocationanddeparturetimeadjustment.Tabucolalgorithmwasproposedandtheperturbationanalysiswasestimatedontheresults.Finallyasetofforecastingtrajectorieswerepresentedasexample,thesimulationresultsshowedthismethodc

5、ansolvetheconflictionwithinthescopeoftheareaeffectively.Keyword：4Dtrajectory;strategicdeconfliction;flightlevelallocation;departuretimeadjustment;Tabucolalgorithm;Received：2017-07-05引言随着我国空中交通运输量及运行规模不断扩大，出现更多的潜在安全问题，运输效率明显降低。基于航迹的运行(TB0)是一种改善未来空中交通运输效益的新型概念。SESAR(S

6、ingleEuropeanSkyATMResearch)和NextGen(NextGenerationAirTransportationSystem)的核心技术都是采用了TBO的运行模式。基于TB0这一关键概念，在战略阶段进行4D航迹冲突探测及解脱，可以提升空中交通运输的安全性与高效性，同时降低实际运行中的管制负荷。在战略阶段，国外主要采用4种方法对航空器航迹进行冲突解脱。一种是起飞时刻调整U1。另一种是进行高度层分配M，但针对大规模的交通问题，这种方法可能无法完全解脱冲突。第三种是对航迹的水平路径做出调整m。但是这种方法涉及

7、非确定性多项式问题，求解较为复杂。第四种是采用棊于速度规则的方法U1，但这种方法需要大量的微调，不适用于解决大规模的问题。在W内王兴隆等包1于2011年建立了基于时隙和高度层协同的航路分配模型，但是该模型只适用于实时运行阶段的局部航路交汇点，并不适用于战略阶段的全局冲突解脱问题。张琴M于2014年提出通过调整航空器飞行速度和起飞吋刻的航迹冲突解脱方法。韩云祥等IQ于2015年通过调整航空器离场时刻和过冲突点时刻，建立无冲突航空器轨迹规划模型。国内文献较多将冲突分为追及、交叉、汇聚等类型，而对于冲突发生的阶段（爬升、下降和巡航阶

8、段）考虑较少，没有针对具体的阶段釆取冲突解脱措施。同时，在战略阶段对航空器航迹进行高度层调配的国内文献相对较少。国内采用的设立“高空立交桥”的方式没冇考虑实际的冲突情况和航空器的请求飞行高度。综上，本文的改进如不：1）根据冲突发生的阶段，分为爬升、下降阶段和巡航阶段的冲突。针