冲突探测与解脱技术在未来空中交通管理中的应用

论文摘要

伴随着我国民航业的快速发展,持续的空中交通流量的加大,自由飞行将成为解决未来支线飞行问题的发展趋势,自由飞行环境下的冲突探测与解脱问题将是未来保障飞行安全和提高效益的一项关键技术。本文首先充分调查了现有的各类冲突探测与解脱技术,通过对冲突解脱成本的分析,建立了自由飞行的简化模型;然后根据遗传算法具有较强的鲁棒性和并行性的优势,以及博弈论具有求解均衡策略的特点,从降低解脱成本的角度,分别选取了基本遗传算法和遗传算法-博弈论结合法这两种方法,对同时进入扇区的飞行冲突解脱问题进行了研究,发现这两种方法都能有效的解决自由飞行环境下的飞行冲突问题;最后在简化模型的基础上,通过实例对这两种方法进行了分析和比较。仿真结果表明,相对于模拟退火算法而言,利用基本遗传算法进行的冲突解脱具有更好的求解质量和效率;在保障飞行安全的前提下,为达到各飞机之间利益的均衡,采用遗传算法-博弈论相结合的方法具有更好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 研究现状态
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 内容安排及研究成果
• 第二章 遗传算法的基本原理及方法
• 2.1 基本遗传算法
• 2.1.1 基本遗传算法的特点
• 2.1.2 基本遗传算法术语的介绍
• 2.1.3 基本遗传算法的实现机制
• 2.2 遗传算法的数学理论
• 2.2.1 模式的基本定理
• 2.2.2 隐含并行性
• 2.2.3 基因块假设
• 2.2.4 收敛性分析
• 2.2.5 求解性能的评估
• 2.3 遗传算法的实现方法
• 2.3.1 设计编码方法
• 2.3.2 评价个体适应度
• 2.3.3 确定选择算子
• 2.3.4 设计交叉算子
• 2.3.5 设计变异算子
• 2.3.6 确定运行参数
• 2.3.7 处理约束条件
• 第三章 博弈论的原理和应用
• 3.1 博弈论的简介
• 3.1.1 博弈的基本概念
• 3.1.2 博弈论的分类
• 3.2 完全信息静态博弈
• 3.2.1 占优策略均衡
• 3.2.2 重复剔除的占优策略均衡
• 3.2.3 纳什均衡
• 3.3 完全信息动态博弈
• 3.3.1 子博弈精炼纳什均衡
• 3.3.2 重复博弈
• 3.3.3 动态博弈策略行动
• 第四章 自由飞行条件下的冲突探测与解脱方法
• 4.1 冲突探测与解脱基本问题
• 4.1.1 飞行安全间隔
• 4.1.2 冲突探测与解脱机制
• 4.2 基本问题的简化及经济成本分析
• 4.2.1 问题的简化
• 4.2.2 解脱成本的分析
• 4.3 数学模型的建立及求解
• 4.4 仿真结果及分析
• 第五章 总结和展望
• 攻读硕士学位期间的研究成果及发表的学术论文
• 致谢
• 参考文献