[發明專利]一種基于復雜度的空中交通沖突管理方法和裝置

有效

• 申請號: 201710113182.7
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106875755B
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 陳志杰;王長春;朱永文;唐治理;付瑩;曹珊;李綱
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍裝備研究院雷達與電子對抗研究所
• 主分類號: G08G5/00
• 分類號: G08G5/00;G08G5/04
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 朱文杰

1.一種基于復雜度的空中交通沖突管理方法，其特征在于，所述方法包括：

在檢測到目標扇區有進入飛機時，根據飛機進入所述目標扇區后所述目標扇區中原有飛機對應的管制活動量，繪制所述目標扇區對應的復雜度的計算圖；其中，所述管制活動量系指為解脫所述進入飛機帶來的任何沖突，所述目標扇區內的原有飛機做出的航向角改變總量；所述復雜度的計算圖系指所述目標扇區中包括所述進入飛機的所有飛機形成的空中交通復雜程度的分布圖；

對于所述復雜度的計算圖中的沖突區域，計算所述沖突區域中的沖突最小的最優路徑；

選擇所述最優路徑對應的進入點為所述進入飛機進入所述目標扇區的最優進入點，以便所述進入飛機根據所述最優進入點進入所述目標扇區；

所述根據所述進入飛機進入所述目標扇區后所述目標扇區中原有飛機對應的管制活動量，繪制所述目標扇區對應的復雜度的計算圖，包括：

按照以下公式計算所述進入飛機的進入角E和方位角B：其中，二進制變量n₁和n₂使所述進入飛機的進入點領域保持為-π≤B≤π且0≤E<2π；E表示進入角；B表示方位角；上標E表示進入飛機；

按照以下公式計算所述進入飛機的航行軌跡變化曲線：其中，表示航行軌跡變化曲線的橫坐標，表示航行軌跡變化曲線的縱坐標；V表示所述進入飛機的飛行速度，且該速度為定值；上標I表示所述目標扇區內的所述進入飛機；k表示所述目標扇區內的任意一架飛機；t表示所述目標扇區內的任意一時間；

根據所述進入飛機的進入角E、方位角B以及所述進入飛機的航行軌跡變化曲線，計算繪圖函數Φ：其中，Φ表示繪圖函數；

根據計算的所述繪圖函數，繪制所述目標扇區對應的復雜度的計算圖；

所述對于所述復雜度的計算圖中的沖突區域，計算所述沖突區域中的沖突最小的最優路徑，包括：

對于所述復雜度的計算圖中的沖突區域，按照混合整數線性規劃對應的計算公式計算所述目標扇區內原有飛機的航向角改變量Δθ：

根據所述原有飛機的航向角改變量Δθ，計算所述沖突區域中的沖突最小的最優路徑。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據計算的所述繪圖函數，繪制所述目標扇區對應的復雜度的計算圖，包括：

采用方差四叉樹繪圖算法對所述繪圖函數進行求解，以根據求解結果繪制所述目標扇區對應的復雜度的計算圖。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用方差四叉樹繪圖算法對所述繪圖函數進行求解，以根據求解結果繪制所述目標扇區對應的復雜度的計算圖，包括：

第1步：將X-Y坐標系中的表示進入飛機的進入點的圓弧轉換為E-B坐標系中的四方形；

第2步：按照所述四方形的網格尺寸δ來劃分搜索空間S；

第3步：計算每個離散點(E、B)上的管制活動量C，并繪制對應的復雜度；

第4步：將復雜度轉換成二進制點陣，其中每個點都有兩種表達式：C＝0或C＝1；

第5步：針對空間S中每一個四方格來計算方差Q；所述方差Q的計算方法包括：

第6步：重復第3-5步，直至細分區域中的所有Q都為零，或是直至網格尺寸縮小到被設定為1度的最小網格尺寸為止；

第6步對應的繪制的復雜度即為最終的所述目標扇區對應的復雜度的計算圖。

4.根據權利要求2或3所述的方法，其特征在于，表示進入飛機的進入點的圓弧通過以下方法得到：

獲取所述目標扇區邊界上，所述進入飛機可以到達的進入點P₁和P₂；

確定所述進入點P₁和P₂對應的圓弧為表示所述進入飛機的進入點的圓弧；其中，P_s和P_f分別為進入飛機在時間t＝0和t＝T時的位置；所述圓弧對應的進入角E的范圍是：EP₁≤E≤EP₂。