冲突探测与解脱技术在未来空中交通管理中的应用

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1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要伴随着我国民航业的快速发展，持续的空中交通流量的加大，自由飞行将成为解决未来支线飞行问题的发展趋势，自由飞行环境下的冲突探测与解脱问题将是未来保障飞行安全和提高效益的一项关键技术。本文首先充分调查了现有的各类冲突探测与解脱技术，通过对冲突解脱成本的分析，建立了自由飞行的简化模型；然后根据遗传算法具有较强的鲁棒性和并行性的优势，以及博弈论具有求解均衡策略的特点，从降低解脱成本的角度，分别选取了基本遗传算法和遗传算法-博弈论结合法这两种方法，对同时进入扇区的飞行冲突解脱问题进行了研究，发现这两种方法都能有效的解决自由飞行环境下的飞行冲突问题；最后在简化模

2、型的基础上，通过实例对这两种方法进行了分析和比较。仿真结果表明，相对于模拟退火算法而言，利用基本遗传算法进行的冲突解脱具有更好的求解质量和效率；在保障飞行安全的前提下，为达到各飞机之间利益的均衡，采用遗传算法-博弈论相结合的方法具有更好的应用前景。关键词：冲突探测，冲突解脱，空中交通管制，飞行安全，自由飞行I冲突探测与解脱技术在未来空中交通管理中的应用ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofChina’scivilaviationandever-growingairtrafficflow,freeflighttendstosolvetheproblemof

3、lateralflightinthefuture.Conflictsdetectionandresolutionunderthecircumstanceoffreeflightwillbeakeytechnologywhichwillguaranteetheflightsafetyandtheimprovementofbenefits.Inthefirstpartofthispaper,theauthorfullystudiesalltheexistingmethodsofconflictdetectionandresolutionandestablishesasimplified

4、modeloffreeflightaftertheanalysisofthecostofconflictresolution.Then,accordingtotheadvantagesofGeneticalgorithm’srobustnessandparallelismandandtothecharacteristicsofGametherory’sequilibriumstrategy,theauthor,fromaperceptionofcuttingdownthecost,respectivelyusesthebasicgeneticalgorithmandacombina

5、tionofgeneticalgorithmandGametherorytostudytheconflictresolutionandfindsthatbothcansolvetheproblemunderthecircumstancesoffreeflight.Inthelastpart,theauthormakesananalysisandacomparisonofthetwomethods.Theemulativeresultsshowsthat,whencomparethebasicgeneticalgorithmwiththecombinationofgeneticalg

6、orithmandGametherory,theconflictresolutionoftheformerhasabetterresultofqualityandefficiency.Basedonthepremiseoftheflightsafety,itwillhaveavastervistaifthemethodofthecombinationofgeneticalgorithmandGametheroryisusedinordertoobtainabalanceofthebenefitsofeveryplane.Keywords:conflictdetection,conf

7、lictresolution,airtrafficmanagement,aviationsafety,freeflightII南京航空航天大学硕士学位论文图表图2.1遗传算法的主要构造过程示意图..............................10图2.2最优保留策略的实现步骤....................................17表3.1非合作博弈的分类及其对应的均衡概念........................26表3.2囚徒困