[发明专利]一种基于时间属性的终端区进场航空器四维航迹规划方法

说明书

本发明公开了一种基于时间属性的终端区进场航空器四维航迹规划方法，该方法包括：根据航空器进近管制规则，并结合影响航空器进场航迹的因素，融入时间维度，建立进场航空器航迹规划模型；使用Tent混沌映射产生所述进场航空器航迹规划模型中目标函数的混沌优化变量，并作为麻雀搜索算法的初值对适应度值进行寻优；输出寻优结果，并作为初始种群输入到遗传算法中，对种群的适应度进行计算和排序，当种群已进化到设定的最大进化代数时，输出得到最终结果，完成基于时间属性的终端区进场航空器四维航迹规划。通过本发明提供的方法，可有效缓解终端区进场航空器流量密集造成的容流冲突。

技术领域

本发明涉及一种航空器四维航迹规划方法，特别是一种基于时间属性的终端区进场航空器四维航迹规划方法。

背景技术

现阶段，空中交通管理的基本任务就是促进和保证穿越空域(扇区)飞行器的安全，并尽量减少飞行器之间的冲突、保障空中运输畅通。终端区作为机场与区域的过渡管制空域，通常位于一个或多个机场附近的航路和航线交汇处，承载着协调管制航空器进、离场的任务。鉴于此，针对终端区内有限的空域资源与密集的航空器流量之间的冲突，有必要对进场的航空器进行航迹规划，得到进一步的改进。

在传统的空管运行模式中，航空器航迹规划一般只限于三维空间维度，缺少对时间维度的规划调整，如丁超等人采用定位误差校正策略和转弯控制策略实现飞行器的三维航迹规划(参考：丁超,吴梓杰,张航.多目标优化下智能飞行器三维航迹快速规划[J].计算机仿真,2021,38(09):51-56.)。基于这种描述的局限性，在飞行过程中的任何一个环节出现了延误，都将对空域内的所有航班产生影响，而航空器运行时间上的改变，必然导致航迹的重新规划和航空器空间位置的变化。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于时间属性的终端区进场航空器四维航迹规划方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于时间属性的终端区进场航空器四维航迹规划方法，包括以下步骤：

步骤1、根据航空器进近管制规则，并结合影响航空器进场航迹的因素，融入时间维度，建立进场航空器航迹规划模型；所述进场航空器航迹规划模型，包括目标函数和约束条件；

步骤2、使用Tent混沌映射(参考：尹德鑫,张达敏,蔡朋宸,等.改进的麻雀搜索优化算法及其应用[J/OL].计算机工程与科学:1-8[2022-03-08].)产生所述进场航空器航迹规划模型中目标函数的混沌优化变量，并作为麻雀搜索算法(参考：叶远芹.基于混沌遗传算法的车间设备动态布局多目标优化研究[D].西安建筑科技大学,2017.)的初值对适应度值即步骤1中所述的目标函数的值进行寻优，得到寻优结果；

步骤3、输出寻优结果，将寻优结果作为初始种群输入到遗传算法(参考：YONG T,DAWEI X,LILI W,et al.Study on the Optimization Method of Point Merge Procedure Based on Benefit in the Terminal Area[J].Mathematical Problems inEnginee ring,2020,2020:1-12.)中，并对种群的适应度进行计算和排序，当种群已进化到设定的最大进化代数时，输出得到最终结果，完成基于时间属性的终端区进场航空器四维航迹规划。

本发明中，步骤1所述的目标函数包括：机场容量利用率和航空器流总时间调整量；计算方法包括：

F₁＝min(max t_lf-min t_lf)