[发明专利]飞行路径选择方法和装置、飞行器和空中交通管理系统

摘要

本发明涉及一种飞行路径选择方法和装置、飞行器和空中交通管理系统，其中，方法包括计算与起飞点直接关联的各个待选航路点的代价函数，确定具有最小代价函数值的待选航路点作为第一航路段终点，再根据飞行器的最大转向角条件筛选与第一航路段终点直接关联的各个待选航路点，在满足最大转向角条件的待选航路点中确定出具有最小代价函数值的待选航路点作为第二航路段终点，并依次类推，直到下一个航路点为飞行器的目的地，结束该动态路径选择。该方法运算量小，可以根据各个航路点的实时信息，快速灵活的确定飞行器最优飞行路径，有效提高航空网络的吞吐量，提高空域资源的利用率。

主权项

一种飞行路径选择方法，其特征在于，包括：步骤A、选择装置确定与起飞点直接关联的所有待选航路点的集合Vs，针对所述集合Vs内各个待选航路点，计算各个待选航路点的代价函数；步骤B、所述选择装置在所述集合Vs内确定具有最小代价函数值的待选航路点作为第一航路段终点；步骤C、所述选择装置确定与所述第一航路段终点直接关联的所有待选航路点的集合Vi，判断所述集合Vi内是否存在飞行器的目的地；若存在，执行步骤D；若不存在，执行步骤E；步骤D、所述选择装置确定所述第一航路段终点与所述目的地间的航路段为最末航路段，结束所述飞行路径选择；步骤E、所述选择装置根据所述飞行器的最大转向角，删除所述集合Vi内大于所述最大转向角的待选航路点，得到集合Vi'，针对所述集合Vi'内各个待选航路点，计算各个待选航路点的代价函数；在所述集合Vi'内确定具有最小代价函数值的待选航路点作为下一个航路段终点；步骤F、所述选择装置更新所述第一航路段终点为所述下一个航路段终点，返回执行所述步骤C；其中，所述在所述集合Vi'内确定具有最小代价函数值的待选航路点作为下一个航路段终点，具体包括：在所述飞行器飞行在前一个航路段内的任一时刻，在所述集合Vi'内确定具有最小代价函数值的待选航路点作为下一个航路段终点，所述前一个航路段为下一个航路段之前的相邻航路段；其中，所述代价函数为：其中，fij：待选航路点nj对应的代价函数，若飞行器飞行中，下标i标识飞行器当前飞行航路段的终点，下标j标识飞行器下一个飞行航路段的待选航路点；若飞行器未起飞，下标i标识飞行器起飞点，下标j标识飞行器第一航路段的待选航路点；djh：待选航路点nj与飞行目的地nh之间的实际距离，下标h标识飞行器目的地；v：飞行器平均飞行速度；dij：航路点ni和待选航路点nj之间的实际距离；Lij：航路点ni和待选航路点nj之间的航路段上实时的飞行器数量；Cij：航路点ni和待选航路点nj之间的航路段上所允许的飞行器最大数量；β：第一预设参数，用于调节航路点ni和待选航路点nj之间所允许的飞行器最大数量，0<β≤1；Dj：待选航路点nj在单位时间内允许通过的飞行器数量；Qj：与待选航路点nj直接关联的所有航路段上朝向待选航路点nj飞行的飞行器的实时数量；γ1：第二预设参数，用于调节nj和nh的实际距离在代价函数中的权重，取值范围为γ1≥0；γ2：第三预设参数，用于调节ni和nj之间的实际距离和实时的飞行器数量在代价函数中的权重，取值范围为γ2≥0；γ3：第四预设参数，用于调节朝向待选航路点nj飞行的飞行器实时数量在代价函数中的权重，取值范围为γ3≥0。