一种航空器绿色巡航轨迹的动态记忆规划方法技术

本发明专利技术提出一种航空器绿色巡航轨迹的动态记忆规划方法，所述方法包括：获取航空器巡航航路的位置信息及气象数据；航路离散化处理，定义各阶段决策变量、决策边界和状态值集合；创建记忆备忘录并进行初始化；动态记忆递推得出最优巡航轨迹。本发明专利技术综合考虑经济目标和环保目标，通过动态的递推流程和记忆备忘录的使用，解决了现有方法不能兼顾求解效率和优化质量的技术问题，为实际应用中的航空器绿色巡航轨迹规划提供更科学、更有效的工具。

【技术实现步骤摘要】
一种航空器绿色巡航轨迹的动态记忆规划方法
本专利技术属于航空器轨迹规划领域，具体涉及一种航空器绿色巡航轨迹的动态记忆规划方法。
技术介绍
近年来，航空运输业面临的机遇与挑战向整个行业提出了可持续运营的要求。随着全球生态环境治理进程的推进，在航空运输负外部性的显著体现下，绿色发展理念需要落实到民航实际生产运营中。针对航空器绿色巡航轨迹优化方法展开研究，有利于提高航空公司运行整体效益，提升现代民航可持续发展能力。目前，针对航空器轨迹优化的研究，多是针对终端区进离场航迹展开，且经济性目标仍占主导。解决方法大体可以分为以非线性混合整数规划为代表的数学规划方法和以启发式算法为核心的仿生搜索方法两大类，主要是在求解效率与优化质量之间的权衡：非线性混合整数规划方法，在建模和求解过程中体现出明显的时间和空间复杂度，使得求解效率低，限制了其解决实际应用问题的能力；基于启发式算法的仿生搜索方法，得出的解往往不是全局最优，其质量依赖于算法参数的选择，且难以衡量其距最优解的偏离程度，使得优化质量难以评估和保证。因此，现有成果的不足体现在：对飞行时间占比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航空器巡航轨迹的绿色动态记忆规划方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取航空器巡航航路的位置信息及气象数据；/n根据位置信息对航路进行离散化处理，将航路划分为多个航段；/n获取各航段的决策变量、决策边界和状态值；/n将决策变量、决策边界和状态值代入动态记忆递推算法，计算得到最优巡航轨迹。/n

【技术特征摘要】
1.一种航空器巡航轨迹的绿色动态记忆规划方法，其特征在于，所述方法包括：
获取航空器巡航航路的位置信息及气象数据；
根据位置信息对航路进行离散化处理，将航路划分为多个航段；
获取各航段的决策变量、决策边界和状态值；
将决策变量、决策边界和状态值代入动态记忆递推算法，计算得到最优巡航轨迹。


2.根据权利要求1所述的一种航空器巡航轨迹的绿色动态记忆规划方法，其特征在于，所述航空器巡航航路的气象数据，包括航路上各决策点对应各个高度层的气象数据，是以航路周边的高空探测站样本为基础，使用反距离加权的空间插值方法获得的，空间插值方法具体的计算公式为：



其中，Za为待插点的a类气象数据的值，k为样本点编号，为第k个样本点的a类气象数据值，Lk为第k个样本点距待插点的距离。


3.根据权利要求1所述的一种航空器巡航轨迹的绿色动态记忆规划方法，其特征在于，所述决策变量为航空器在各航段上的巡航策略，包括运行高度层和速度；所述决策边界包括高度决策边界、速度决策边界和变化率决策边界。


4.根据权利要求3所述的一种航空器巡航轨迹的绿色动态记忆规划方法，其特征在于，所述高度决策边界为航空器在各航段巡航时不得超过对应管制空域内巡航高度层边界，高度决策边界通过如下公式表示：



其中，hj为航空器在第j航段巡航时的巡航高度，为最低巡航高度，为最高巡航高度；
所述速度决策边界为航空器在各航段飞行时不得超出对应管制空域内巡航速度范围，速度决策边界通过如下公式表示：



其中，vj为航空器在第j航段飞行时的巡航速度，为最小巡航速度，为最大巡航速度；
所述变化率决策边界为航空器在每次爬升或下降时只能改变一个高度层、每次速度增加或者减少量不得超过5m/s，变化率决策边界通过如下公式表示：
|hj+1-hj|≤600
|vj+1-vj|≤5。


5.根据权利要求3所述的一种航空器巡航轨迹的绿色动态记忆规划方法，其特征在于，所述状态值为航空器在各航段上进行巡航运行时对应产生的经济成本与外部效应补偿成本之和，状态值通过如下公式表示：



其中，sj(hj,vj)为(hj,vj)决策下航段j的状态值，和分别为(hj,vj)决策下航空器在航段j上巡航产生的经济成本和外部效应补偿成本。...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丽娜，田勇，王倩，郝安敏，郭梁，徐灿，孙若飞，李超，张天赐，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32