空管中期冲突探测与解脱技术ppt课件

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1、WISESOFT10/11/2010中期冲突探测与解脱技术WISESOFT10/11/2010内容现有的几种典型中期冲突探测方法概述几种中期冲突探测方法的对比与优缺点分析对概率型冲突探测方法的改进中期冲突解脱算法总结WISESOFT10/11/2010中期冲突探测飞行冲突两架飞机间的横向、纵向和垂直间隔均小于规定的飞行间隔标准。中期冲突探测对未来数十分钟内(典型值为20～30分钟)，飞机之间的飞行冲突情况所进行的预测。WISESOFT10/11/2010飞行冲突探测的分类及意义飞行冲突探测分为短、中、长期三个层次。短期：预测时间为若干秒到几分钟。优点：准确。不足：对冲突解脱的要求

2、较高，代价也较大。长期：预测时间为数小时。不足：无法预知飞行过程中的突发情况，准确性不足。短期、中期、长期冲突探测在不同层次上协同合作，能最大程度的保证空中交通安全。WISESOFT10/11/2010典型中期冲突探测方法欧洲几何型中期冲突探测方法Prandini等所提出的随机化方法Paielli等所提出的近似解析方法WISESOFT10/11/2010欧洲几何型中期冲突探测方法通过比较为飞机设定的保护区是否发生交叠，实现对飞行冲突的确定性预测。优点：模型简单、计算速度快缺点：虚警率高WISESOFT10/11/2010随机化中期冲突探测方法两架飞机t时刻的冲突概率为考虑航迹误差

3、后的飞机航行过程示意图WISESOFT10/11/2010随机化中期冲突探测方法应该以预测时间内冲突概率的最大值，来衡量预测时间内的冲突概率两点不足：1.过于耗时。例如：预测时间为20分钟，需要计算并比较1200个秒时刻的PC(t),才能得到冲突最大值。2.PC(t)没有解析解，数值解又过于耗时。WISESOFT10/11/2010随机化中期冲突探测方法不足1的解决方法：减少对PC(t)的计算次数。在20分钟内，按照均匀分布选择N个秒时刻来进行冲突概率计算，用这N个冲突概率中的最大值代表20分钟内的冲突概率。WISESOFT10/11/2010随机化中期冲突探测方法不足2的解决方

4、法：首先利用Cholesky分解和变量替换，将PC(t)的计算转化为对服从标准正态分布的随机变量w的积分然后，利用MonteCarlo思想求此积分：按照标准正态分布N(0,I)随机选取M个点，统计出落在积分区域Et内的点的个数Y，Y/M即此时刻的冲突概率PC(t)。WISESOFT10/11/2010中期冲突探测近似解析方法用于在直飞航段空域中进行中期冲突探测飞机间的相遇几何模型1.S和R代表两架飞机.2.将两飞机的联合航迹误差都加到飞机S之上。将由安全间隔确定的冲突区域加在飞机R之上。3.S始终处于当前位置，R沿两机的相对速度方向移动。WISESOFT10/11/2010随机化

5、中期冲突探测方法在上述模型中，包含联合航迹误差的S飞机位置随机变量在扩展冲突域中的积分不能通过解析方法直接求得。利用两次坐标变换来解决此问题，得到了求解此积分的近似解析方法。WISESOFT10/11/2010随机化中期冲突探测方法图1坐标变换前的相遇几何图2非正交变换后的相遇几何图3正交变换后的相遇几何WISESOFT10/11/2010随机化中期冲突探测方法两次坐标变换后的相遇几何经过两次坐标变换，求联合航迹误差随机变量在扩展冲突域范围内积分不再困难。由于其两个分量都符合标准正态分布，且相互独立。因此，可以方便的通过求两个分量积分的乘积来求得二维变量的积分：现在，各分量的积分

6、区域也变得容易确定。X方向的积分区域为(-∞,+∞)，因此，X方向上的积分为1。Y方向上的积分范围为坐标变换后扩展冲突域的宽度范围。WISESOFT10/11/2010典型中期冲突探测方法的性能对比方法性能指标欧洲几何型中期冲突探测方法Prandini中期冲突探测方法Paielli中期冲突探测方法方法实现难度简单较复杂较复杂实时性较好较差好准确性方面强调安全性,但虚警率较高较好，但结果偶尔有较大偏差较好能否反映冲突可能性大小不能能能能否用于多航路点航路能能不能WISESOFT10/11/2010改进中期冲突探测近似解析方法Paielli方法的不足：其是为直飞航路而设计，在地面导航

7、且航路中具有多个航路点的情况下，不能直接利用Paielli方法进行中期冲突探测主要原因：其利用两架飞机当前位置的雷达测量值以及在当前时刻的相对速度矢量，来构建两架飞机在未来预测时间范围内的相遇关系(相遇几何)。在多航路点航路中，若飞机在预测时间范围内存在发生明显的转弯，上述相遇几何会错误的刻画两架飞机在未来的相遇关系。WISESOFT10/11/2010改进中期冲突探测近似解析方法航行过程存在明显转弯的实例WISESOFT10/11/2010改进中期冲突探测近似解析方法利用当前雷