基于连续下降运行的航空器冲突探测研究

来源 :中国民用航空飞行学院 | 被引量 : 2次 | 上传用户:zy34970348
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伴随着全球经济的持续健康发展,航空运输业一直在不断地发展进步。但同时,航空业的发展也遭遇到一些瓶颈,人们对生活环境越来越高的要求与航空器对资源环境越来越高的影响的矛盾更加突出,因此航空业对环境带来的污染不容小觑。资源消耗、城市噪音污染是航空业发展不可回避的难题。在此背景下,ICAO大力推行连续下降运行(CDO)技术,该技术使航空器利用自身重量,实现怠速下降,下降的垂直剖面基本呈直线型,这样不仅能够减少燃油消耗,还能通过航空器在终端区的较高高度飞行减少噪音对城市居民生活的影响。在连续下降运行状态下,管制员对航空器实施较少的干预或者只是对航空器实施监控,而不对其运行状态实施指挥,这导致了航空器间的冲突的必然增加,因此,有必要研究该运行方式下航空器的冲突探测问题。基于上述情况,本文首先研究了实施连续下降运行的航空器飞行特点,在连续下降运行状态下,航空器能根据自身性能实现最优下降。继而分析了CDO程序的设计原理和要求,根据欧控(EURO CONTROL)的航空器性能数据库(BADA),分析了航空器下降剖面,经过插值拟合,得到了航空器连续下降运行模型;以韩国仁川机场为例具体分析了实际运行中的CDO程序。然后,针对CDO程序的运行特点,建立了连续下降运行航空器短期航迹的精确预测模型。对于冲突探测,首先介绍了飞行间隔、冲突等概念,研究了航空器保护区模型,在分析几何确定型算法和概率型算法的基础上,通过研究连续下降运行的冲突类型,改进了传统冲突探测算法,建立了连续下降的冲突探测算法,并总结了冲突探测流程。然后,以重庆终端区为例,在分析重庆终端区空域结构和航班运行情况的基础上,通过AirTOp仿真运行并多次调整航空器的运行轨迹,设置了实施连续下降运行间航空器冲突、连续下降运行航空器与传统梯级下降航空器冲突、进离场航空器冲突、低高度告警等多种场景。最后,编写了MATLAB程序,并结合VBA程序运行求解,以仿真运行的航空器数据作为初始值,将不同场景下的冲突分别代入冲突探测模型计算,得出了冲突情况,并与仿真运行的冲突结果进行了比对验证,结果具有一致性,验证了连续下降运行的冲突探测模型以及算法是可行的。
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