[发明专利]基于多Agent的机场场面滑行冲突的规避方法

说明书

本发明提供了一种基于多Agent的机场场面滑行冲突的规避仿真方法。该方法包括：将每架飞机定义为一个飞机Agent对象，在机场的多个位置节点上分别设置多个冲突Agent。当飞机在机场滑行时，根据飞机和机场的基础信息计算出飞机的滑行路径，向滑行路径前方距离最近的多个冲突Agent发送通过消息，冲突Agent根据接收到的多个通过消息中不同飞机的位置、速度和时间戳信息，通过冲突检测算法判断出是否有两架以上飞机之间存在滑行冲突，向存在滑行冲突的飞机发送滑行冲突警告消息，飞机收到所述冲突警告消息后，降低滑行速度。本发明通过局部计算及决策进行实时消息传递，实现飞机滑行冲突解脱，克服了现有算法中计算规模过大，状态空间爆炸的问题，提高了运算效率。

技术领域

本发明涉及机场管理控制技术领域，尤其涉及一种基于多Agent的机场场面滑行冲突的规避方法。

背景技术

近年来，随着物流行业的快速发展，进出口订单增加，航空物流货运量迅速增长。急剧增长的运输量使得许多机场的高峰运行容量都远远超过了机场的设计运行容量，造成严重的航班延误和地面安全隐患。因此各大机场在进行基础建设的同时也在不断研究场面监视系统的建设，以期提高机场运行容量。机场场面冲突就是飞机在机场的滑行过程中，与其他飞机的距离小于安全间隔的现象。

为了避免机场场面冲突，目前国际上发布了多种地面引导系统，例如A-SMGCS、GTM、ATGS、ADS-B、TCAS等，以实现机场场面引导，保证机场场面安全。随着货运枢纽机场的相继建立，机场每天的起降架次也在不断增加，此时机场场面飞行器碰撞的概率将增大。因此滑行引导系统针对飞机机场场面冲突解脱运算效率的提高也是航空货运发展亟待解决的问题之一。

Agent(智能体)和多Agent系统是当今人工智能的重要方向，基于多Agent的研究思想是系统中每个Agent都具有自治性和主动性的主动行为能力，每个Agent履行自己的职责并与其它Agent通信获取信息，协作解决单个Agent无法解决的问题。机坪运行多Agent仿真模型是对道路节点、停机位和飞机等机场场面资源实施协调运作、全局及局部约束，最终实现飞机场面滑行冲突规避。

现有技术中的一种解决飞机场面冲突的方法包括：以多Agent技术建立场面资源Agent和飞机Agent模型，场面资源Agent是负责飞机Agent滑行路线的调整和管理。飞机Agent准备进入机场场面滑行时，先向场面资源Agent注册，获取到滑行道的二维网图，确定飞机从起始点和目的地的最短滑行路径，同时也使其他飞机Agent和场面资源Agent都知道该飞机的存在。当飞机Agent在场面资源Agent注册后，场面资源获取当前所有飞机Agent的实时速度、位置和航向并计算与其他飞机Agent最近相遇距离和最近相遇时间，场面资源Agent根据飞机Agent之间的最近相遇距离和最近相遇时间判断飞机之间发生场面冲突的可能性。若存在发生场面冲突的可能性，飞机Agent会以当前点为起始点重新计算滑行路径并向场面资源Agent发送请求，场面资源Agent对飞机Agent的请求做出选择或拒绝，得出最优方案，从而避免冲突。

上述现有技术中的解决飞机场面冲突的方法的缺陷为：该方法在规模较大的机场以及同时起降架次多的机场中运算效率较低。此外，该方法通过锁定某些滑行道，来防止滑行冲突，这样会造成大型机场飞机计算滑行路线时无可行解；场面资源Agent需要不断对飞机Agent的速度、位置、航向计算，推算冲突发生事件和位置，计算负荷非常大，该方法存在计算状态空间爆炸的缺陷。

发明内容

本发明的实施例提供了一种基于多Agent的机场场面滑行冲突的规避方法，以克服现有技术的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种基于多Agent的机场场面滑行冲突的规避仿真方法，将每架飞机定义为一个飞机Agent对象，在机场的多个位置节点上分别设置多个冲突Agent，所述方法包括：