[發明專利]一種基于蒙特卡洛法的空投場容量計算方法

在審

• 申請號: 202211378468.5
• 申請日: 2022-11-04
• 公開（公告）號: CN115659685A
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 孫樊榮;沈堤;申晨
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06N7/01;G08G5/00;G06F111/04;G06F111/08
• 代理公司: 南京金寧專利代理事務所(普通合伙) 32479
• 代理人: 成榮強

1.一種基于蒙特卡洛法的空投場容量計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

確定空戰場中空投場的結構參數；

確定可參與執行空投任務的航空器的機型、數量和性能參數；其中，所述性能參數包括不同機型的速度值；

基于蒙特卡洛法建立空投場容量模型；

根據所述空投場容量模型，確定空投場容量值。

2.如權利要求1所述的一種基于蒙特卡洛法的空投場容量計算方法，其特征在于：

所述空投場的結構參數包括空投場的大小以及可使用高度層數；

確定空投場的大小以及可使用高度層數的方法包括：

根據作戰任務和空戰場所需物資補給規模，確定空投場的大小；

根據空投場中空域環境確定可使用高度層數。

3.如權利要求1所述的一種基于蒙特卡洛法的空投場容量計算方法，其特征在于：

所述確定可參與執行空投任務的航空器的機型、數量和性能參數的方法包括：

根據作戰任務、空投場的大小和空投場所需物資補給規模，確定可參與執行空投任務的航空器的機型、數量以及不同機型的平均飛行速度；

根據航空器飛行安全相關規范確定航空器之間的水平安全間隔，結合空投場的結構參數以及空投場所需物資的種類，確定不同高度層相鄰航空器之間的安全間隔。

4.如權利要求1所述的一種基于蒙特卡洛法的空投場容量計算方法，其特征在于：

確定航空器之間的水平安全間隔的方法包括：

根據作戰任務，結合空投場大小及所需物資規模，確定可用于執行空投任務航空器的機型和數量，得到可投入空投場執行空投任務的航空器機型比例；

通過可投入空投場執行空投任務的航空器機型比例及各航空器機型的平均飛行速度，并根據相關飛行安全間隔規范確定所述航空器機型之間的安全間隔。

5.如權利要求1所述的一種基于蒙特卡洛法的空投場容量計算方法，其特征在于：

基于蒙特卡洛法建立空投場容量模型的方法包括：

建立空投場容量模型的目標函數；

結合空投場結構參數和航空器性能參數，建立空投場容量模型的約束條件；

其中，建立空投場容量模型的目標函數如下：

其中，T_m為設定的時間段；T_ij表示前機為i后機為j進入空投場區域前后的時間間隔，P_ij表示前機為i后機為j進入空投場的概率。

6.如權利要求5所述的一種基于蒙特卡洛法的空投場容量計算方法，其特征在于：

所述結合空投場結構參數和航空器性能參數，建立空投場容量模型的約束條件中，所述空投場容量模型的約束條件包括：環境約束條件、安全間隔約束條件和空投約束條件；

其中，所述環境約束條件為：根據環境對航空器速度的影響，假定航空器i的速度服從均值為μ_i方差為σ_i²的高斯分布，即v_i～N(μ_i,σ_i²)，因此不同機型i和j在同一高度層和不同高度層飛行時的飛行速度不同，并且航空器i的速度滿足以下公式：

其中，所述安全間隔約束條件為：假設機型i的運輸機之間同高度的安全水平間隔為S_i，機型i和j的運輸機之間的水平安全間隔為S_ij，滿足如下條件：

其中，T_ij為同一高度的航空器進入空投場的時間間隔；v_j為機型為j的后機速度；L為空投場長度；

其中，所述空投約束條件為：航空器在不同高度層運行時的安全距離不小于S_h。

7.如權利要求1所述的一種基于蒙特卡洛法的空投場容量計算方法，其特征在于：

根據空投場容量模型，確定空投場容量值的方法包括：

根據采用空投場容量模型，設定統計時間閾值，通過多次隨機采樣計算單位時間內執行空投任務的平均航空器數量，采用蒙特卡洛法求解空投場容量值。