一种基于模拟感知的航空器场面滑行冲突探测系统技术方案

本发明专利技术涉及机场场面模拟运行轨迹数据计算处理技术领域，且公开了一种基于模拟感知的航空器场面滑行冲突探测系统，包括场面数据收集器、航空器初始模拟视野模块、逐帧动态更新模块、模拟视野感知冲突模块、航空器滑行等待模块、航空器正常滑行模块、模拟视野感知冲突解脱模块，所述逐帧动态更新模块包括跑道停机位分配模块、滑行路径分配模块和航空器滑行预计模块；所述模拟视野感知冲突模块包括时间驱动器、航空器运行状态计算模块和航空器滑行冲突预计模块。该基于模拟感知的航空器场面滑行冲突探测系统，具备能够通过模拟感知算法使得航空器具备冲突探测、自动避让等待行为，从而完成整个场面的运行仿真研究的优点。完成整个场面的运行仿真研究的优点。完成整个场面的运行仿真研究的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模拟感知的航空器场面滑行冲突探测系统


[0001]本专利技术涉及机场场面模拟运行轨迹数据计算处理
，具体为一种基于模拟感知的航空器场面滑行冲突探测系统。

技术介绍

[0002]为了提高机场的运行效率，有效减小航班延误，同时可以对短期未来机场规划建设做模拟运行论证，因此设计合理的航班运维，就显得尤其重要。
[0003]航空器从旅客登机、航班推出、滑行到起飞或塔台接管到跑道落地、脱离跑道滑行至指定停机位、挡轮档到旅客下机来完成整个在机场场面上的行为动作，整个过程涉及到多个单位之间的有效衔接和协同，目前对航空器具备冲突探测、自动避让等待行为的研究是重要的研究方向。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于模拟感知的航空器场面滑行冲突探测系统，具备能够通过模拟感知算法使得航空器具备冲突探测、自动避让等待行为，从而完成整个场面的运行仿真研究的优点，解决了目前对航空器具备冲突探测、自动避让等待行为的研究是重要的研究方向的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现能够通过模拟感知算法使得航空器具备冲突探测、自动避让等待行为，从而完成整个场面的运行仿真研究的目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于模拟感知的航空器场面滑行冲突探测系统，包括场面数据收集器、航空器初始模拟视野模块、逐帧动态更新模块、模拟视野感知冲突模块、航空器滑行等待模块、航空器正常滑行模块、模拟视野感知冲突解脱模块，所述逐帧动态更新模块包括跑道停机位分配模块、滑行路径分配模块和航空器滑行预计模块；
[0008]所述模拟视野感知冲突模块包括时间驱动器、航空器运行状态计算模块和航空器滑行冲突预计模块；
[0009]所述模拟视野感知冲突解脱模块包括机场航班起降流量统计模块和航空器起降状态检测模块。
[0010]优选的，所述场面数据收集器用于读取并结构化场面数据中的跑道/滑行道/停机位数据，包括代号、位置、方向，读取并结构化跑道运行规则，包括跑道代号、起降规则、起降跑道不同航空器类型的占用时间，穿越跑道的安全间隔等，读取并结构化滑行道运行规则，包括滑行道代号、滑行方向、滑行道可用机型等，读取并结构化停机位分配规则，包括停机位可停机型、方向、限定航空公司等。
[0011]优选的，所述航空器初始模拟视野模块根据航空器的滑行路径提前创建。
[0012]优选的，所述逐帧动态更新基于时间的场面滑行仿真时，航空器根据各自的滑行
位置，逐帧动态更新航空器的滑行位置和模拟视野。
[0013]优选的，所述航空器滑行预计模块据跑道、停机位和滑行路径分配的情况，结合航空器执行的飞行计划，预计航空器滑行抵达停机位、各滑行点、跑道的时间，具体方法为：
[0014]航空器地面开车加速度a m/s2，行驶为匀速v前进的，即当航空器从静止到速度v，需要的时间为Ta＝v/a,根据Haversine距离公式计算两个经纬度(WGS84)表示的滑行路径点之间的距离Dis，再根据t＝Dis/v，得到预计的到达时间。
[0015]优选的，所述时间驱动器以帧数为时间驱动单位，每一帧运行时间可设置。
[0016]优选的，所述机场航班起降流量统计模块统计机场航班的起降流量，以每小时机场起飞航班的ATOT，统计机场航班的延误。
[0017]优选的，所述航空器起降状态检测模块检测航空器是否占用跑道完毕，若跑道占用完毕则将跑道设置为空闲可用状态，同时根据穿越跑道等待的航空器情况、起飞排队等待起飞的航空器情况进行检测判断。
[0018](三)有益效果
[0019]与现有技术相比，本专利技术提供了一种基于模拟感知的航空器场面滑行冲突探测系统，具备以下有益效果：
[0020]该基于模拟感知的航空器场面滑行冲突探测系统，通过场面数据收集器用于读取并结构化场面数据中的跑道/滑行道/停机位数据，包括代号、位置、方向，读取并结构化跑道运行规则，包括跑道代号、起降规则、起降跑道不同航空器类型的占用时间，穿越跑道的安全间隔等，读取并结构化滑行道运行规则，包括滑行道代号、滑行方向、滑行道可用机型等，读取并结构化停机位分配规则，包括停机位可停机型、方向、限定航空公司等，航空器初始模拟视野模块根据航空器的滑行路径提前创建航空器的初始模拟视野，逐帧动态更新模块基于时间的场面滑行仿真时，航空器根据各自的滑行位置，逐帧动态更新航空器的滑行位置和模拟视野，逐帧动态更新模块中的跑道停机位分配模块对即将场面运行的航空器进行跑道、停机位分配，分配满足停机位停靠和跑道可起降要求、滑行路径分配模块对航空器进行滑行路径分配，基于停机位位置、跑道位置、可用滑行道、滑行规则计算航空器的最短滑行路径、航空器滑行预计模块据跑道、停机位和滑行路径分配的情况，结合航空器执行的飞行计划，预计航空器滑行抵达停机位、各滑行点、跑道的时间，模拟视野感知冲突模块用于航空器在场面滑行时会彼此判断各自的模拟视野，当发现下一帧时间滑行可能产生模拟视野的冲突时，提前在当前滑行时对航空器进行减速等待，模拟视野感知冲突模块中的时间驱动器，以帧数为时间驱动单位，每一帧运行时间可设置、航空器运行状态计算模块从第N帧开始，计算第N+1帧的场面所有航空器的运行状态，包括滑行航空器根据滑行速度计算预计滑行位置，推出航空器根据场面繁忙程度计算推出状态，起降航空器根据起降速度计算起落状态、航空器滑行冲突预计模块通过预计滑行位置判断航空器之间是否产生滑行冲突，或者航空器之间是否产生穿越跑道冲突，若产生冲突则让第N+1帧的相应通过航空器滑行等待模块使得航空器处于滑行等待，否则通过航空器正常滑行模块使得航空器在N+1帧正常滑行，模拟视野感知冲突解脱模块用于航空器在逐帧等待时，依旧在动态判断下一帧各自的模拟视野位置，当下一帧时间滑行已经没有和其他航空器产生模拟视野冲突时，航空器重新进入滑行状态，模拟视野感知冲突解脱模块中的机场航班起降流量统计模块用于统计机场航班的起降流量，以每小时机场起飞航班的ATOT；统计机场航班的延误、航空器起
降状态检测模块检测航空器是否占用跑道完毕，若跑道占用完毕则将跑道设置为空闲可用状态，同时根据穿越跑道等待的航空器情况、起飞排队等待起飞的航空器情况进行检测判断，能够通过模拟感知算法使得航空器具备冲突探测、自动避让等待行为，从而完成整个场面的运行仿真研究，基于模拟感知的航空器场面滑行冲突探测实现算法，为模拟航空器地面滑行提供一个可行方案，并且为基于航迹运行的机场场面运行效能、延误、机场规划建设的研究工作开展提供技术支撑。
附图说明
[0021]图1为本专利技术提出的一种基于模拟感知的航空器场面滑行冲突探测系统的结构示意图。
具体实施方式
[0022]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于模拟感知的航空器场面滑行冲突探测系统，包括场面数据收集器、航空器初始模拟视野模块、逐帧动态更新模块、模拟视野感知冲突模块、航空器滑行等待模块、航空器正常滑行模块、模拟视野感知冲突解脱模块，其特征在于：所述逐帧动态更新模块包括跑道停机位分配模块、滑行路径分配模块和航空器滑行预计模块；所述模拟视野感知冲突模块包括时间驱动器、航空器运行状态计算模块和航空器滑行冲突预计模块；所述模拟视野感知冲突解脱模块包括机场航班起降流量统计模块和航空器起降状态检测模块。2.根据权利要求1所述的一种基于模拟感知的航空器场面滑行冲突探测系统，其特征在于：所述场面数据收集器用于读取并结构化场面数据中的跑道/滑行道/停机位数据，包括代号、位置、方向，读取并结构化跑道运行规则，包括跑道代号、起降规则、起降跑道不同航空器类型的占用时间，穿越跑道的安全间隔等，读取并结构化滑行道运行规则，包括滑行道代号、滑行方向、滑行道可用机型等，读取并结构化停机位分配规则，包括停机位可停机型、方向、限定航空公司等。3.根据权利要求1所述的一种基于模拟感知的航空器场面滑行冲突探测系统，其特征在于：所述航空器初始模拟视野模块根据航空器的滑行路径提前创建。4.根据权利要求1所述的一种基于模拟感知的航空器场面滑行冲突探测系统，其特征在于：所述逐帧动态更新基于时间的场面...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐仲民，刘文星，周龙，汤淼，
申请(专利权)人：南京智慧航空研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：