【摘要】：民航客機(jī)和運(yùn)輸機(jī)安裝空中交通防撞系統(tǒng)(Traffic Collision Avoidance System,TCAS)后,空中相撞事故顯著減少,但是通用航空飛機(jī)并沒(méi)有安裝防撞系統(tǒng)。由于廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視(Automatic dependent surveillance-broadcast,ADS-B)技術(shù)在通航上的應(yīng)用,以及我國(guó)低空空域的改革,需要開(kāi)發(fā)適用于通用航空的防撞系統(tǒng)。當(dāng)前的TCAS防撞邏輯定義了許多啟發(fā)式規(guī)則和相互耦合的參數(shù),如果要將其修改成適應(yīng)通用航空性能的防撞邏輯,需要對(duì)其進(jìn)行大量的修改。本文基于馬爾科夫決策過(guò)程(Markov Decision Process,MDP)設(shè)計(jì)適用于通航的防撞邏輯,該方法只需修改相遇模型和性能指標(biāo),因此可以適應(yīng)航空業(yè)的快速發(fā)展。本文對(duì)二維空間上通航邏輯單元的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了介紹。為了應(yīng)用馬爾科夫決策過(guò)程,利用采樣和插值方法將動(dòng)態(tài)模型離散為離散轉(zhuǎn)移模型,并使用動(dòng)態(tài)規(guī)劃求解得到邏輯表。然后對(duì)該邏輯表進(jìn)行了可視化分析、安全曲線分析和性能評(píng)估。接下來(lái)本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,本文主要研究了將防撞邏輯從二維空間擴(kuò)展到三維空間上的方法。本文將三維空間上的相遇問(wèn)題分解為了可控和不可控兩個(gè)子問(wèn)題,分別對(duì)應(yīng)垂直方向和水平方向。推導(dǎo)了水平方向上的動(dòng)態(tài)模型,使用動(dòng)態(tài)規(guī)劃求解不可控子問(wèn)題并得到概率表。在相遇仿真中,將邏輯表和概率表結(jié)合起來(lái),可以實(shí)時(shí)查詢得到當(dāng)前的最優(yōu)動(dòng)作。將動(dòng)態(tài)規(guī)劃法和簡(jiǎn)單點(diǎn)估計(jì)法,通過(guò)可視化期望時(shí)間、模擬相遇、安全曲線以及蒙特卡洛方法進(jìn)行了對(duì)比,并分析了白噪聲相遇模型的魯棒性。其次,由于監(jiān)視系統(tǒng)的傳感器噪聲,所以狀態(tài)不是完全可觀的。使用QMDP近似方法,用卡爾曼濾波對(duì)垂直狀態(tài)進(jìn)行估計(jì),擴(kuò)維的無(wú)跡卡爾曼濾波進(jìn)行水平方向上的估計(jì)。最后使用蒙特卡洛方法進(jìn)行有無(wú)噪聲的性能對(duì)比。最后,研究了多機(jī)相遇的解決策略。本文通過(guò)可視化對(duì)比了有兩架入侵機(jī)時(shí)的最接近命令仲裁策略、代價(jià)求和效用融合策略,以及保證代價(jià)的效用融合策略。對(duì)兩種效用融合策略再通過(guò)模擬相遇和蒙特卡洛方法進(jìn)行了對(duì)比。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V243;TN713
【圖文】：

6圖 2-1 TCAS 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖組成部分主要包括 TCAS 計(jì)算單元，S 模式應(yīng)答機(jī)，S 模，駕駛艙顯示，TA/RA 顯示等。算單元，也叫 TCAS 處理器，它的作用包括飛行器的監(jiān)視度跟蹤，威脅探測(cè)，RA 操作決策選擇等。TCAS 處理器和離散狀態(tài)作為輸入控制防撞邏輯參數(shù)，防撞邏輯參數(shù)。如果本機(jī)采取避撞動(dòng)作來(lái)回避入侵機(jī)，TCAS 處理器將距離，同時(shí)最小化對(duì)當(dāng)前路徑的影響。如果對(duì)本機(jī)存在撞系統(tǒng)，那么本機(jī)將和入侵機(jī)進(jìn)行動(dòng)作協(xié)調(diào)。

問(wèn)詢/應(yīng)答

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【參考文獻(xiàn)】

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1 彭良福;林云松;;機(jī)載防撞系統(tǒng)TCASⅡ Version 7.1與Version 7.0軟件的比較[J];西南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年04期

2 加納;馮濤;;基于人工勢(shì)場(chǎng)法設(shè)計(jì)的飛機(jī)防撞算法[J];科技資訊;2013年31期

3 彭良福;林云松;;機(jī)載防撞系統(tǒng)水平防撞模型的建模與仿真[J];空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年04期

4 彭良福;林云松;;機(jī)載防撞系統(tǒng)垂直防撞的物理模型[J];電訊技術(shù);2010年08期

5 鄧萬(wàn)宇;鄭慶華;陳琳;許學(xué)斌;;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)極速學(xué)習(xí)方法研究[J];計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào);2010年02期

6 鄧彥松;彭良福;付小芮;林云松;;基于“當(dāng)前統(tǒng)計(jì)”模型的機(jī)載防撞系統(tǒng)自適應(yīng)目標(biāo)跟蹤算法分析與仿真[J];中國(guó)民航飛行學(xué)院學(xué)報(bào);2009年01期

7 林云松;彭良福;童玲;;空中防撞系統(tǒng)避撞機(jī)制的數(shù)學(xué)模型[J];電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);2008年04期

8 邢煥來(lái);潘煒;鄒喜華;;一種解決組合優(yōu)化問(wèn)題的改進(jìn)型量子遺傳算法[J];電子學(xué)報(bào);2007年10期

9 唐衛(wèi)貞;付令;;飛行管理中防撞模型研究[J];中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù);2006年02期

10 王紹平,崔德光;空中交通控制的沖突探測(cè)算法[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年10期

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1 馮福章;;通航審批放開(kāi) 空域改革推動(dòng)發(fā)展[N];中國(guó)證券報(bào);2013年

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1 王黎;基于模型的機(jī)載防撞邏輯的最優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2017年

2 李朋;基于MDP的TCAS系統(tǒng)邏輯單元分析與設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2016年

3 高俊英;自由飛行下基于布朗運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)微分方程碰撞風(fēng)險(xiǎn)研究[D];中國(guó)民航大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2746120