[發(fā)明專利]一種基于蟻群算法的連續(xù)下降進(jìn)近的航空器噪聲優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710227711.6
• 申請(qǐng)日: 2017-04-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106875756B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉博嘉;華一霏;李文博;楊鋮;王釗輝;田勇;萬(wàn)莉莉;李杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G08G5/00
• 分類號(hào): G08G5/00;G06F17/50
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 葛瀟敏

本發(fā)明公開(kāi)一種基于蟻群算法的連續(xù)下降進(jìn)近的航空器噪聲優(yōu)化方法，首先選取噪聲敏感點(diǎn)，粗選噪聲最優(yōu)CDA基本進(jìn)近程序；其次，以PBN進(jìn)近參考程序?yàn)榛A(chǔ)，構(gòu)建連續(xù)下降進(jìn)近標(biāo)稱航跡運(yùn)控模型，并進(jìn)行校正；然后，確定航空器連續(xù)下降過(guò)程中受到的約束條件，劃設(shè)噪聲優(yōu)化過(guò)渡空間和噪聲優(yōu)化進(jìn)近空間，得到不同航空器狀態(tài)對(duì)應(yīng)的可選四維CDA航跡搜索庫(kù)；最后，以航空器在進(jìn)近過(guò)程中的噪聲最小為目標(biāo)，建立航空器連續(xù)下降進(jìn)近噪聲優(yōu)化模型，枚舉得出對(duì)應(yīng)不同航空器機(jī)型、不同運(yùn)行狀態(tài)、不同氣象條件下的最優(yōu)下降進(jìn)近航跡。此種方法可根據(jù)航空器性能、初始狀態(tài)和氣象條件，動(dòng)態(tài)調(diào)整其連續(xù)下降進(jìn)近的航跡，為提高航空器在終端區(qū)下降階段的環(huán)保水平提供參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航空器運(yùn)行信息感知與識(shí)別領(lǐng)域，涉及一種基于蟻群算法的航空器連續(xù)進(jìn)近階段的噪聲優(yōu)化方法，具體涉及以噪聲敏感點(diǎn)為目標(biāo)的進(jìn)近程序優(yōu)化選擇、連續(xù)下降進(jìn)近標(biāo)稱航跡運(yùn)控建模、噪聲優(yōu)化過(guò)渡空間/進(jìn)近空間劃設(shè)和連續(xù)下降進(jìn)近噪聲優(yōu)化求解方法。

背景技術(shù)

隨著空中交通的持續(xù)增長(zhǎng)，機(jī)場(chǎng)跑道將會(huì)處理更高的交通量，這使得居住在機(jī)場(chǎng)周圍的居民越來(lái)越關(guān)注飛機(jī)噪聲污染問(wèn)題。航空器連續(xù)下降進(jìn)近(Continuous DescentApproach，CDA)作為一種新型進(jìn)場(chǎng)方式能夠有效減小噪聲污染。采用CDA進(jìn)近，飛機(jī)能降落時(shí)保持在較高的高度，降低飛機(jī)的動(dòng)力，從而顯著降低著陸飛機(jī)的噪聲影響。由于CDA具有顯著的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，它也成為歐美航空發(fā)達(dá)國(guó)家未來(lái)空中交通運(yùn)輸系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)之一。

當(dāng)前對(duì)航空器連續(xù)下降進(jìn)近噪聲的研究主要在于評(píng)估各類噪聲指標(biāo)和減噪操作方法效率，通過(guò)建立標(biāo)準(zhǔn)的連續(xù)下降進(jìn)近航跡，與傳統(tǒng)的進(jìn)近程序進(jìn)行對(duì)比，分析連續(xù)下降進(jìn)近在噪聲方面的優(yōu)勢(shì)；通過(guò)對(duì)噪聲評(píng)價(jià)原理和步驟的分析，建立噪聲計(jì)算模型以對(duì)特定機(jī)場(chǎng)進(jìn)行噪聲預(yù)測(cè)。然而，關(guān)于如何根據(jù)航空器性能、狀態(tài)和氣象條件，動(dòng)態(tài)地調(diào)整連續(xù)下降進(jìn)近航跡以優(yōu)化噪聲敏感點(diǎn)的噪聲值的研究成果仍非常少，存在一定的領(lǐng)域空白。因此，亟需采用一種高效的優(yōu)化方法，通過(guò)對(duì)航空器連續(xù)下降進(jìn)近航跡的動(dòng)態(tài)調(diào)整來(lái)優(yōu)化噪聲，這對(duì)于提高航空器在終端區(qū)運(yùn)行效率、擴(kuò)大新機(jī)場(chǎng)的選址范圍具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，在于提供一種基于蟻群算法的連續(xù)下降進(jìn)近的航空器噪聲優(yōu)化方法，其可根據(jù)航空器性能、初始狀態(tài)和氣象條件，動(dòng)態(tài)調(diào)整其連續(xù)下降進(jìn)近的航跡，為提高航空器在終端區(qū)下降階段的環(huán)保水平提供相應(yīng)參考。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

一種基于蟻群算法的連續(xù)下降進(jìn)近的航空器噪聲優(yōu)化方法，包括如下步驟：

步驟1，選取噪聲敏感點(diǎn)，搜集本場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)儀表進(jìn)場(chǎng)和PBN進(jìn)近程序，使用高度加權(quán)的方法，粗選整體噪聲影響最小的進(jìn)近程序作為噪聲最優(yōu)CDA基本進(jìn)近程序；

步驟2，分析航空器連續(xù)進(jìn)近下降飛行過(guò)程，梳理航空器構(gòu)型變化對(duì)各類性能參數(shù)的影響，以PBN進(jìn)近參考程序?yàn)榛A(chǔ)，構(gòu)建連續(xù)下降進(jìn)近標(biāo)稱航跡運(yùn)控模型，通過(guò)歷史航跡數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)對(duì)航跡模型進(jìn)行校正；

步驟3，分析PBN進(jìn)近參考程序，確定航空器連續(xù)下降過(guò)程中受到的約束條件，劃設(shè)噪聲優(yōu)化過(guò)渡空間和噪聲優(yōu)化進(jìn)近空間，以得到不同航空器狀態(tài)對(duì)應(yīng)的可選四維CDA航跡搜索庫(kù)；

步驟4，梳理影響航空器進(jìn)近階段噪聲的各類因素，以航空器在進(jìn)近過(guò)程中的噪聲最小為目標(biāo)，建立航空器連續(xù)下降進(jìn)近噪聲優(yōu)化模型；噪聲優(yōu)化以半經(jīng)驗(yàn)法為導(dǎo)向，基于噪聲-功率-距離數(shù)據(jù)庫(kù)，采用數(shù)據(jù)插值法和擬合法整理噪聲數(shù)據(jù)，并結(jié)合航段分割法，枚舉得出對(duì)應(yīng)不同航空器機(jī)型、不同運(yùn)行狀態(tài)、不同氣象條件下的最優(yōu)下降進(jìn)近航跡。

上述步驟1的詳細(xì)內(nèi)容是：