[发明专利]一种航空器滑行路径规划方法

权利要求书

1.一种航空器滑行路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：通过Petri网将机场的物理活动区结构转化为场面活动模型TPN＝{P，T，pre，post，m，Γ}，式中：库所集P为航空器所处滑行段区域；变迁集T为航空器所处区域与下一区域的边界集L；pre与post分别表示P与T的前向和后向关联关系；m为场面各库所内的航空器分布向量；Γ为航空器a在某滑行段的平均滑行时间，由滑行段长度d(p)和航空器a的平均滑行速度v_a(p)求解得到Γ(a，p)＝d(p)/v_a(p)；

并按照机场实际道路的物理、管制约束与场面活动模型一一对应；

步骤二：将场面活动模型与遗传算法相结合进行求解，具体步骤为：

(1)根据场面活动模型中库所集的优先级的初始化产生方法，对其种群进行初始化；并计算个体对应地适应度函数值；

即，设当前为航空器a规划动态路径，场面各航空器到达目的地的总等待时延其中：ξ_i为每架航空器因为优先级不同而乘以的加权因子；当航空器a的规划路径为π时，σ_i(π)为场面某航空器a_i的等待时延；

目标函数为比较当前规划的航空器a静态路径库中各路径的Z(π)值，取π_a＝min(Z(π))即可；

(2)进行遗传操作，设定遗传算法终止条件，设置迭代次数，满足迭代次数退出遗传算法；

(3)选择适应度函数较高的个体进行交叉操作，根据变异概率对部分个体做基因修改；

(4)如果停止网的运行，转步骤(6)；

(5)判断迭代次数是否达到设定值，若否，转步骤(3)，继续运算；

(6)输出最优染色体确定最优可行滑行路径集，终止运算；即得到航空器路径规划路线。

2.根据权利要求1所述的航空器滑行路径规划方法，其特征在于，场面活动模型需满足以下规则：

规则(1)，若航空器可通过交界线l双向通行，则有Pre(p_i，t)＝1∧post(p_i，t)＝1，此时场面活动模型并非纯网，需要将2个子区域的交界映射为2个变迁；

规则(2)，场面航空器所在滑行路段改变，需更新场面状态标识向量m，假设第k架航空器位于允许活动子区域ω_i内，以第i元素为1的n为单位向量e_i标识第k架航空器的状态；假设场面内有n_a架航空器活动，则场面状态标识向量

3.根据权利要求1所述的航空器滑行路径规划方法，其特征在于，所述步骤一中机场的实际道路的物理约束是由跑道、滑行道、停机坪网络组成的机场运行系统；

所述步骤一中根据场面管制规则对场面滑行的航空器建立的管制约束如下：

1)航空器在跑道上滑行时不允许其他航空器进入跑道，该规范描述为m(P_runway)≤1；

2)当跑道进近方向上有即将进入着陆的航空器，则其他航空器只能在跑道外等待，否则可进入跑道或穿越跑道，假设P_approach为进近着陆库所，则该规范描述为m(p_apporach)+m(p_runway)≤1；

3)航空器在地面滑行时必须保持安全间距，为保证安全距离，每个库所P_i内只允许一架航空器，该规范描述为m(P_i)≤1。