【摘要】：隨著全球航空業(yè)快速發(fā)展,航空運輸量持續(xù)增加,使得航班延誤、空中交通擁堵、空域資源緊張、管制工作負荷過大等問題日益嚴峻。針對這個現(xiàn)狀,各國開始積極推廣民航飛行新技術的應用,向新技術要安全、要效率、要效益。然而,由于我國缺乏系統(tǒng)有效的仿真驗證手段,加上國外實施技術封鎖,使得新技術的推廣過程十分緩慢,不僅造成巨大的人力和資金的浪費,同時面臨著嚴峻的安全風險。另外,在互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)時代下,圍繞大數(shù)據(jù)和人工智能技術而誕生的智能交通概念成為當今社會研究的熱點問題。就從地面智能交通來說,它是基于海量數(shù)據(jù)的收集、分析、挖掘,來預測未來交通態(tài)勢,提前實施調配方案以促進交通穩(wěn)定順暢運行。而映射到空中交通領域,CNS/ATM等相關飛行新技術的發(fā)展與應用,使得航空器的導航性能更高、環(huán)境感知能力更強,地面的監(jiān)視手段更豐富,如果通信帶寬能夠增加,那么行業(yè)再向前發(fā)展,就可以達到智能飛行、智慧飛行層面。基于智能飛行、智慧飛行概念,本文構建了多Agent飛行仿真驗證系統(tǒng),并給出了具體的實現(xiàn)方案。具體體工作如下:1、基于民航運行體系及飛行新技術特點,確定了采用基于Agent的分布式仿真技術作為飛行仿真手段;2、建立了多Agent飛行仿真系統(tǒng)理論,并將它映射到具體的實現(xiàn)功能框架;3、對應航空器Agent,開發(fā)了飛行仿真客戶端,主要利用模擬飛行軟件建立基本飛行環(huán)境,并開發(fā)飛行控制程序模擬飛行員操縱過程,使飛機實現(xiàn)智能化、智慧化;4、簽派Agent、氣象Agent、空域Agent映射到數(shù)據(jù)庫,而管制Agent對應于大數(shù)據(jù)處理平臺,用于宏觀空域運行決策;5、基于多個飛行客戶端、數(shù)據(jù)庫服務器端、大數(shù)據(jù)處理平臺構建了分布式飛行仿真平臺,然后在平臺上,開展4D飛行技術的研究與驗證工作。
【圖文】：

南京航空航天大學碩士學位論文全尺寸的門到門的仿真，所采用的仿真技術也從最初的單機仿真驗證系統(tǒng)，發(fā)展到分仿真驗證系統(tǒng)。分布式仿真系統(tǒng)是將組成空管系統(tǒng)的各個實體，航空器、管制員、飛、導航、監(jiān)視、氣象、管制設備以及空域環(huán)境等參與進來，，研究它們的行為及信息交具有代表性的有美國的 Air-Ground Integration Experiment、ACES、AviationSimNet 和時仿真平臺 ESCAPE。其中，在美國社會認可度較高的是空域概念評估系統(tǒng) ACES[7-9]，其結構如圖 1.1 所示

圖 1. 2 EEC 系統(tǒng)結構圖我國民航事業(yè)起步較晚，盡管利用短短幾十年的時間取得了快速的發(fā)展與突破，并不趕超歐美發(fā)達國家，但是在民航這個領域，無論是空管技術、設備，還是管理體制上達國家存在一定的差距，同時在飛機核心系統(tǒng)開發(fā)方面，也不具備自主研發(fā)的能力。我國也在努力地推廣飛行新技術的應用，但是由于自身缺乏系統(tǒng)有效的仿真驗證平臺再加上歐美國家對我國實施核心技術封鎖，因此很難開展飛行新技術的仿真驗證工作新技術的推廣過程顯得十分緩慢，同時浪費巨大的成本。針對這個現(xiàn)狀，國內領域專開始嘗試著進行關于飛行和空管仿真方面的研究，文獻[11]主要講了利用微軟模擬飛行飛行仿真，并通過采集回來的飛行數(shù)據(jù)生成飛行航跡，進而用于空管模擬仿真訓練2]將分布式人工智能多 Agent 技術應用于空管仿真，仿真系統(tǒng)包含航空器 Agent、空管統(tǒng) Agent 以及管制員 Agent，各 Agent 之間通過網(wǎng)絡通信實時交互，而在設計與實現(xiàn)gent 時，采用簡化的航空器三自由度數(shù)學模型，把航空器當作質點來研究，假設航空化為勻加速變化，忽視飛行研究，重點放在管制的模擬。文獻[13]采用基于 PC 機群，LA 標準的體系結構，來構建分布式的空管仿真驗證系統(tǒng)，在此基礎上進行 4D 航跡優(yōu)驗證工作。文獻[14]利用 X-Plane 飛行軟件作為模擬場景，構建半實物仿真平臺，用于
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP391.9;V323

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本文編號：2608793