The invention relates to a method for free flight conflict 4D track based on the air traffic control system includes the data communication module, control module, airborne terminal terminal module; control module includes real time flight conflict monitoring and alarm, flight conflict resolution 4D route optimization of the 2 sub modules of the system; flight conflict resolution method. The 4D aircraft trajectory through the air traffic control center obtained directly in the future period of the aircraft, the traffic situation analysis to realize the spatial potential conflicts, and using the theory of model predictive control method provides the optimal scheme. The invention can effectively prevent flight conflicts and improve the safety of air traffic.
【技术实现步骤摘要】
本申请是申请号为:201510007755.9,专利技术创造名称为《一种空中交通管制系统的飞行冲突解脱方法》,申请日为:2015年01月07日的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种空中交通管制系统及方法,尤其涉及一种基于4D航迹的飞行冲突解脱方法。
技术介绍
随着全球航空运输业快速发展与空域资源有限矛盾的日益突出,在空中交通流密集的复杂空域,仍然采用飞行计划结合间隔调配的空中交通管理方式逐渐显示出其落后性,具体表现在:(1)飞行计划并未为航空器配置精确的空管间隔,容易造成交通流战术管理中的拥挤,降低空域安全性;(2)以飞行计划为中心的空管自动化系统对飞行剖面的推算和航迹预测精度差,造成冲突化解能力差;(3)空中交通管制工作仍然侧重于保持单个航空器之间的安全间隔,很难上升到对交通流进行战略性管理。4D航迹是以空间和时间形式,对某一航空器航迹中的各点空间位置(经度、纬度和高度)和时间的精确描述,基于航迹的运行是指在4D航迹的航路点上使用“控制到达时间”,即控制航空器通过特定航路点的“时间窗”。在高密度空域把基于4D航迹的运行(TrajectorybasedOperation)作为基本运行机制之一,是未来对大流量、高密度、小间隔条件下空域实施管理的一种有效手段,可以显著地减少航空器航迹的不确定性,提高空域和机场资源的安全性与利用率。基于航迹运行的空中交通运行方式需要在战略层面上对单航空器飞行航迹进行推算和优化,对多航空器构成的交通流实施协同和调整;在预战术层面上通过修正交通流中个别航空器的航迹以解决拥塞问题,并保证该交通流中所有航空器的运行效率;而在 ...
【技术保护点】
一种基于4D航迹的飞行冲突解脱方法,由空中交通管制系统实施,所述空中交通管制系统包括机载终端模块、数据通信模块以及管制终端模块;其特征在于:所述管制终端模块包括以下子模块:实时飞行冲突监控与告警模块,用于建立从航空器的连续动态到离散冲突逻辑的观测器,将空中交通系统的连续动态映射为离散观测值表达的冲突状态;当系统有可能违反空中交通管制规则时,对空中交通混杂系统的混杂动态行为实施监控,为管制员提供及时的告警信息;飞行冲突解脱4D航迹优化模块,在保证系统满足航空器性能和管制规则约束条件下,通过选择不同的解脱目标函数,采用模型预测控制理论方法,计算航空器冲突解脱4D航迹;并通过数据通信模块将航空器冲突解脱4D航迹发送给机载终端模块执行;所述基于4D航迹的飞行冲突解脱方法包括如下几个步骤:步骤A、通过空中交通控制中心直接获得空中交通控制中心在每一采样时刻推测的各航空器在未来时段内的航空器4D轨迹;步骤B、实时飞行冲突监控与告警模块根据步骤A获得的各航空器在未来时段内的航空器4D轨迹建立从航空器的连续动态到离散冲突逻辑的观测器,将空中交通系统的连续动态映射为离散观测值表达的冲突状态;当系统有可能违 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于4D航迹的飞行冲突解脱方法,由空中交通管制系统实施,所述空中交通管制系统包括机载终端模块、数据通信模块以及管制终端模块;其特征在于:所述管制终端模块包括以下子模块:实时飞行冲突监控与告警模块,用于建立从航空器的连续动态到离散冲突逻辑的观测器,将空中交通系统的连续动态映射为离散观测值表达的冲突状态;当系统有可能违反空中交通管制规则时,对空中交通混杂系统的混杂动态行为实施监控,为管制员提供及时的告警信息;飞行冲突解脱4D航迹优化模块,在保证系统满足航空器性能和管制规则约束条件下,通过选择不同的解脱目标函数,采用模型预测控制理论方法,计算航空器冲突解脱4D航迹;并通过数据通信模块将航空器冲突解脱4D航迹发送给机载终端模块执行;所述基于4D航迹的飞行冲突解脱方法包括如下几个步骤:步骤A、通过空中交通控制中心直接获得空中交通控制中心在每一采样时刻推测的各航空器在未来时段内的航空器4D轨迹;步骤B、实时飞行冲突监控与告警模块根据步骤A获得的各航空器在未来时段内的航空器4D轨迹建立从航空器的连续动态到离散冲突逻辑的观测器,将空中交通系统的连续动态映射为离散观测值表达的冲突状态;当系统有可能违反空中交通管制规则时,对空中交通混杂系统的混杂动态行为实施监控,为管制员提供及时的告警信息;具体实施过程如下:步骤B1、构造基于管制规则的冲突超曲面函数集:建立超曲面函数集用以反映系统的冲突状况,其中,冲突超曲面中与单一航空器相关的连续函数为第I型超曲面,与两架航空器相关的连续函数为第II型超曲面;步骤B2、建立由航空器连续状态至离散冲突状态的观测器:需要根据管制规范建立观测器,观测系统系统穿越超曲面而产生的冲突事件,以便控制器做出相应的控制决策指令;观测器ξ...
【专利技术属性】
技术研发人员:韩云祥,赵景波,李广军,
申请(专利权)人:江苏理工学院,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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