一种适用于中期冲突探测的概率型算法

借鉴飞机沿航迹误差服从正态分布这一经典结论,对飞机沿航迹方向运动进行建模,根据同高度两架飞机的相遇几何约束,建立适当的直角坐标系表示两架飞机的位置,构造椭圆形冲突区域,并在此基础上提出了一种针对同高度两条交叉航路的中期冲突探测的概率型算法,然后结合仿真曲线分析了各影响因素与冲突概率之间的关系。结果表明:该算法对于15~20 min预测时间范围的冲突探测可以取得良好地效果;相同条件下,两条航线夹角越大,探测精度越高。同时与以往的随机化算法相比,该算法具有计算方法简单、计算速度快、计算结果精度高等优点。最后将该算法推广至可适用于由多个航路段组成的航路之间的冲突探测,从而使该算法具有更广泛的应用性。

预测位置空间离散化的多航路中期冲突探测算法

为了解决高飞行密度空域中具有多段航路的飞机中期冲突探测算法的精度较低和效率不高的问题,本文提出了一种新的中期冲突探测算法。将两飞机的航路重新划分为一系列航路片段,使得在每一个航路片段中没有航向和速度的变化。基于Prandini瞬时冲突概率的思想,计算所有航路片段的最大瞬时冲突概率,并取冲突概率中的最大者作为两架飞机整个航路冲突发生可能性的一个极端情况的度量。其中提出了基于预测位置空间离散化的新算法来求航路片段的瞬时冲突概率,对两飞机预测位置空间进行离散,然后根据位置预测误差概率密度函数以及两飞机的相遇几何来求瞬时冲突概率。仿真结果表明,相对于Prandini随机化算法,本文的冲突探测算法计算效率和计算精度更高,能够满足高密度飞行下条件下具有多段航路飞机的实时冲突探测的要求。

一种高效的中期冲突探测随机化算法

中期冲突探测是空中交通管制系统的重要功能,对飞机间未来冲突概率进行估计的随机化方法,是实现中期冲突探测的重要方法。为了解决传统的随机化方法需要进行大量运算所导致的效率低下、准确性不高等问题,通过对传统方法的改进,提出了一种高效的随机化算法。仿真实验表明,该算法极大地提高了运行效率,同时提高了计算的准确性。可以应用于实际的空管系统中。

基于CUDA GPU的中期冲突探测加速算法研究

中期冲突探测(MTCD)是空中交通管制的重要决策支持工具。针对Prandini概率型中期冲突探测算法存在计算速度慢、探测精度不够高的缺点,提出基于GPU CUDA的加速算法。利用CUDA线程并行处理能力和GPU的计算能力,对算法进行了重新设计与优化。通过仿真实验,证明了在NVIDIA Geforce 8800GTS显卡上可得到50倍以上的加速性能,可以满足大型空管自动化系统20 min内中期冲突探测的实时性和精度要求。

考虑空间相关性风扰动的中期冲突探测算法研究

针对中期冲突探测问题,建立了在不同高度两机相遇的模型。在考虑风速以及风扰动引起的两机位置相关性的基础上,得到两机相对位置的随机差分方程。对研究区域进行网格离散化后,构造弱收敛于此微分方程的马尔科夫链,快速求得相对速度可变的两机在未来数十分钟内任意时刻发生冲突的概率;并将算法扩展到两机当前位置不明确的情况。最后进行相关性对冲突概率的影响分析。

中期冲突探测算法的研究与设计

综合考虑飞机实际飞行中存在多个航路转弯点及空中交通管制辅助系统需满足实时准确性的要求,设计了一种改进型的中期冲突探测算法。以雷达获取的飞机的当前位置和速度矢量作为初始状态,再结合航路飞行意图信息和转弯后的航迹误差积累方法,计算整合后的各航路分段冲突发生的概率来预测冲突发生的可能性。仿真实验结果表明,该算法能有效地用于中期冲突探测。

一种适用于机动转弯飞行的中期冲突探测方法

为了能在复杂的交通环境下提高冲突探测的精确度,保障空中飞行安全,基于解析算法提出了一种适用于机动转弯飞行的冲突探测算法,在此基础上给出改进的中期冲突探测的方法。对该算法进行了算例分析,结果表明:该算法能很好地适用于机动转弯飞行时的冲突概率计算,并且具有实时性和有效性。

具有多航路点的多机中期冲突探测算法

为了预测航路飞行中可能存在的潜在冲突,提出了一种适合于具有多航路点的冲突探测算法。针对具有多航路点的两机相遇几何,为了简化计算过程,将航路段划分成多个直线冲突段进行处理。对于多机情形,采用过滤方法过滤掉部分飞机对。由于实际的航路飞行中存在不确定性,因而采用计算冲突概率来表示冲突发生的可能性大小。最后定义了一种计算冲突概率的快速算法,仿真结果和原型系统表明了该算法的可行性。

适用于多航路的概率型中期冲突探测方法

通过分析飞机飞行过程中的航迹误差,提出了估计飞行冲突可能性大小的概率型中期冲突探测的思想。针对我国民航航路由多个航路段组成的特点,提出了改进的中期冲突探测算法。该方法参考飞行过程中的最小间距点,找出两飞机在整个预测时间内的5个极小间距点作为航迹误差的累积过程,从而更精确地描述了两机相遇几何中的联合航迹误差。最后实例仿真计算表明,该算法完全能满足空中交通管制对算法实时性的要求,可以应用于实际的空中交通管制系统中。

一种改进的Prandini概率型中期冲突探测方法

Prandini提出了最典型的概率型中期冲突探测随机化方法,为了研究出更加高效稳定并适合中国空中交通管制的中期冲突探测系统,文中针对Prandini所提出的方法的预测结果存在突变误差和计算效率不够高,实时性不足等缺点,提出了一种改进的方法,即分别求解最小预测间距时刻及最小预测间距时刻附近S个时刻两飞机间的飞行冲突概率值,比较得出其中最大概率值,以此作为整个冲突探测的概率大小。实验结果显示改进后的方法不仅减少了中期冲突探测的运算量,提高了运算效率,更提高了飞行冲突探测的准确度和稳定性。该方法是一种有效的方法,能够满足我国空中管制系统对中期冲突探测的要求。

风场的相关性对中期冲突探测可靠性的影响

为研究中期冲突探测问题,建立不同高度两机相遇的冲突场景,得到两机相对位置的随机差分方程,对研究区域进行网格离散化后,构造弱收敛于此微分方程的马尔科夫链。在考虑三种不同相关性模型条件下,求解该马尔科夫链,比较得到的未来数十分钟内的冲突概率图,分析相关性对冲突探测结果的影响,不同的相关函数,得到的冲突概率不同。选择合适的相关函数的对于中期冲突探测的可靠性是非常重要的。

一种基于概率方法的中期冲突探测算法

中期冲突探测不仅可以提高飞行安全,还可以直接地增加空域利用效率.由于在实际的航路飞行中存在各种误差,导致航迹预测的不确定性,使得中期冲突探测结果也存在不确定性.根据两架飞机的相遇几何,并结合航迹预测的误差模型,定义了一种求解冲突概率的快速算法.通过仿真分析验证表明,该算法能有效地用于中期冲突探测.