面向4D航迹运行的飞行冲突混杂系统理论监控方法

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面向4D航迹运行的飞行冲突混杂系统理论监控方法

汤新民, 韩云祥, 韩松臣

文章导航 > 电子科技大学学报 > 2012 > 41(5): 717-722

汤新民, 韩云祥, 韩松臣. 面向4D航迹运行的飞行冲突混杂系统理论监控方法[J]. 电子科技大学学报, 2012, 41(5): 717-722. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.05.015

引用本文:

汤新民, 韩云祥, 韩松臣. 面向4D航迹运行的飞行冲突混杂系统理论监控方法[J]. 电子科技大学学报, 2012, 41(5): 717-722. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.05.015

TANG Xin-min, HAN Yun-xiang, HAN Song-chen. 4D Trajectory Based Operation Flight Conflict Supervisory Control Based on Hybrid System Theory[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2012, 41(5): 717-722. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.05.015

Citation:

TANG Xin-min, HAN Yun-xiang, HAN Song-chen. 4D Trajectory Based Operation Flight Conflict Supervisory Control Based on Hybrid System Theory[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2012, 41(5): 717-722. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.05.015

面向4D航迹运行的飞行冲突混杂系统理论监控方法

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.05.015

1.
南京航空航天大学民航学院南京 210016

基金项目:

国家自然科学基金(61174180);江苏省自然科学基金(BK2010502)

作者简介:
汤新民(1979-),男,博士,副教授,主要从事新一代空管自动化系统、先进场面引导与控制系统方面的研究.

中图分类号: TP277;V355

4D Trajectory Based Operation Flight Conflict Supervisory Control Based on Hybrid System Theory

1.
Civil Aviation College of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics Nanjing 210016

摘要: 为实现未来大流量、高密度、小间隔条件下的空中交通管理,提出了一种避免飞行冲突的混杂控制系统结构。首先依据不同飞行状态下的航空器运动学方程建立被控对象模型,依据空中交通管制规则确定了禁止空中交通系统轨迹穿越的冲突超曲面,并通过设计监控器辨识潜在的冲突事件。然后基于管制员可采用的调配手段设计飞行冲突离散控制器,根据离散冲突事件向量确定可行的离散解脱策略,并在允许解脱时间段内且系统超曲面函数值的差分为负的前提下计算连续操纵输入量。案例研究表明,混杂系统理论模型能对潜在冲突进行实时探测和解脱,保证空中交通系统处于可达集的安全子集中。
- 空中交通系统 /
- 冲突超曲面函数 /
- 飞行冲突监控 /
- 混杂系统理论
Abstract: To resolve the problem of future air traffic management under great traffic flow, high density, and small separation condition, a hybrid control system structure for flight confliction supervisory control is proposed.Firstly, a set of kinematic equations for the aircraft are proposed according to different flight stages. The confliction hyper-surfaces are defined based on air traffic control rules to forbidden the trajectory of the system composed by multiple aircrafts to cross it, and the crossing events can be recognized by a designed supervisor. In addition, the flight confliction discrete controller is designed according to resolutions available for air traffic controller to decide which control input should be applied. The continuous control input vector is derived under the condition that the difference value of confliction hyper-surfaces keeps negative in a resolution period, which keeps the air traffic system in the safe space. Case study proves that the method based on hybrid system theory can detect potential conflictions and resolve them in advance.
- air traffic system /
- confliction hyper-surface /
- flight confliction supervisory /
- hybrid system theory

[1]	田逢时, 疏学明, 汪秉宏. 复杂系统理论在社会治理中的应用综述 . 电子科技大学学报, 2024, 53(3): 462-472. doi: 10.12178/1001-0548.2022309
[2]	谢春茂, 李恩. 飞行器射频系统隐身表征与测试评估方法现状及发展 . 电子科技大学学报, 2022, 51(2): 219-226. doi: 10.12178/1001-0548.2021204
[3]	陈正茂, 刘洪, 林毅. 基于深度高斯过程的飞行冲突探测方法研究 . 电子科技大学学报, 2021, 50(2): 261-266. doi: 10.12178/1001-0548.2019191
[4]	吴丹, 危胜军. 基于模型检测的策略冲突检测方法 . 电子科技大学学报, 2013, 42(5): 745-748,768. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.05.019
[5]	陈武华, 王自鹏, 位旦, 施开波. 超混沌Lü系统的模糊脉冲控制:时变Lyapunov函数方法 . 电子科技大学学报, 2013, 42(5): 717-722. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.05.014
[6]	刘霞, 黄琦, 陈勇. 一类不确定遥操作系统的混杂控制 . 电子科技大学学报, 2012, 41(5): 723-728. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.05.016
[7]	王永华, 杨健, 詹宜巨, 万频. RFID网络读写器冲突避免MAC协议 . 电子科技大学学报, 2011, 40(3): 388-391. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.03.012
[8]	徐世中, 杨德明, 周开宇, 王晟. OBS网络中边缘电缓存冲突规避机制研究 . 电子科技大学学报, 2010, 39(1): 25-28. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.01.006
[9]	林云松, 彭良福, 童玲. 空中防撞系统避撞机制的数学模型 . 电子科技大学学报, 2008, 37(4): 552-555.
[10]	刘海燕, 赵宗贵, 刘熹. D-S证据理论中冲突证据的合成方法 . 电子科技大学学报, 2008, 37(5): 701-704.
[11]	蔡丽丽, 雷天友. 空气压缩机站远程监控系统的研究与实现 . 电子科技大学学报, 2007, 36(4): 748-750,754.
[12]	钟礼秋, 马争. 基于DirectShow的MPEG-4监控系统的设计与实现 . 电子科技大学学报, 2007, 36(1): 93-95,99.
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[14]	周力, 唐诗忠. 城市交通干线智能线控系统研究 . 电子科技大学学报, 2007, 36(4): 744-747.
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[17]	段军棋, 蒋丹. 远程视频监控系统的设计与实现 . 电子科技大学学报, 2002, 31(5): 523-528.
[18]	张京. 数据加密在远程监控系统中的应用研究 . 电子科技大学学报, 2001, 30(6): 576-579.
[19]	陈维荣, 钱清泉, 王蔚然. 一种电气化铁路接触网开关微机监控系统 . 电子科技大学学报, 1999, 28(4): 405-409.
[20]	徐俊, 姚伯威. 水泥窑表面温度自动监控系统 . 电子科技大学学报, 1999, 28(3): 266-268.

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面向4D航迹运行的飞行冲突混杂系统理论监控方法

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.05.015

1. 南京航空航天大学民航学院南京 210016

基金项目:

国家自然科学基金(61174180);江苏省自然科学基金(BK2010502)

作者简介:
汤新民(1979-),男,博士,副教授,主要从事新一代空管自动化系统、先进场面引导与控制系统方面的研究.

收稿日期: 2011-01-18
修回日期: 2011-06-28
刊出日期: 2012-10-15

中图分类号: TP277;V355

关键词:

摘要: 为实现未来大流量、高密度、小间隔条件下的空中交通管理,提出了一种避免飞行冲突的混杂控制系统结构。首先依据不同飞行状态下的航空器运动学方程建立被控对象模型,依据空中交通管制规则确定了禁止空中交通系统轨迹穿越的冲突超曲面,并通过设计监控器辨识潜在的冲突事件。然后基于管制员可采用的调配手段设计飞行冲突离散控制器,根据离散冲突事件向量确定可行的离散解脱策略,并在允许解脱时间段内且系统超曲面函数值的差分为负的前提下计算连续操纵输入量。案例研究表明,混杂系统理论模型能对潜在冲突进行实时探测和解脱,保证空中交通系统处于可达集的安全子集中。

English Abstract

汤新民, 韩云祥, 韩松臣. 面向4D航迹运行的飞行冲突混杂系统理论监控方法[J]. 电子科技大学学报, 2012, 41(5): 717-722. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.05.015

引用本文:

汤新民, 韩云祥, 韩松臣. 面向4D航迹运行的飞行冲突混杂系统理论监控方法[J]. 电子科技大学学报, 2012, 41(5): 717-722. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.05.015

TANG Xin-min, HAN Yun-xiang, HAN Song-chen. 4D Trajectory Based Operation Flight Conflict Supervisory Control Based on Hybrid System Theory[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2012, 41(5): 717-722. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.05.015

Citation:

TANG Xin-min, HAN Yun-xiang, HAN Song-chen. 4D Trajectory Based Operation Flight Conflict Supervisory Control Based on Hybrid System Theory[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2012, 41(5): 717-722. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.05.015

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