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基于微分Petri网的民机航迹演化通用模型构建
The Construction of aircraft trajectory evolution general model based on Differential Petri-net
投稿时间:2012-11-23  修订日期:2014-03-15
DOI:
中文关键词:  空中交通管制  航迹预测  演化模型  混杂Petri网  微分Petri网
英文关键词:air traffic control  trajectory prediction  evolution model  hybrid Petri-net  Differential Petri Nets
基金项目:国家自然科学基金项目(61174180); 国家自然科学基金项目(71271113);江苏省自然科学基金资助项目(BK2010502); 江苏省产学研联合创新资金-前瞻性联合研究项目(BY2012014);江苏省普通高校研究生科研创新计划资助项目(CXLX11_0210);南京航空航天大学基本科研业务费专项科研项目资助(NS2010177)
作者单位邮编
韩云祥 南航民航学院 210016
汤新民 南航民航学院 
韩松臣 南航民航学院 
张明 南航民航学院 
摘要点击次数: 2363
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中文摘要:
      为实现对未来大流量、高密度、小间隔条件下空域实施管理,在战略航迹规划阶段,提出了一种模块化的战略航迹演化通用模型。建立了不同航段之间航空器状态动态切换的1类宏观Petri网演化模型、以及同一航段内航空器速度和高度两种特征参数值连续变化的3类微观Petri网演化模型。根据航空器特征参数值转化的4种不同形式并基于航空器全飞行剖面的混杂运行特性,运用微分Petri网理论,定义了航空器的4种演化模式,通过组合各种演化模式得到了3种航空器基本演化模型。在满足航空器性能约束的前提下,通过设定10个航段及15个高度和速度预设值,得到了全飞行剖面下各特征参数的演化图。结果表明,所设计的演化模型增强了航迹预测模型的通用性,能够反映航空器在水平剖面和垂直剖面内的状态变化。
英文摘要:
      To resolve the problem of future airspace management under the condition of great traffic flow, high density, and small separation, a modular evolution model was built during the process of aircraft trajectory strategic planning. A state switch macroscopic Petri-net evolution model and 3 microcosmic Petri-net evolution model accompanied with the continuous change of aircraft speed and height in the same segment based on the aerodynamics models were presented. According to the different form of aircraft characteristic parameters conversion and the hybrid evolution characteristics,4 evolution models using differential Petri-net theory and 3 evolution modes using the combination of various evolution models were defined. The aircraft 4D trajectory evolution graphs with aircraft performance constraints can be obtained within 3s by setting 10 flight segments and 15 defaults of height and speed. Theoretical analysis and simulation results demonstrate that models proposed in this paper can enhance the versatility of trajectory prediction model and reflect the aircraft horizontal and vertical trajectory profiles precisely.
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