留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于人工势场算法的改航路径规划

徐肖豪 李成功 赵嶷飞 李雄

徐肖豪, 李成功, 赵嶷飞, 李雄. 基于人工势场算法的改航路径规划[J]. 交通运输工程学报, 2009, 9(6): 64-68. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.06.013
引用本文: 徐肖豪, 李成功, 赵嶷飞, 李雄. 基于人工势场算法的改航路径规划[J]. 交通运输工程学报, 2009, 9(6): 64-68. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.06.013
XU Xiao-hao, LI Cheng-gong, ZHAO Yi-fei, LI Xiong. Rerouting path planning based on artificial potential field algorithm[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2009, 9(6): 64-68. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.06.013
Citation: XU Xiao-hao, LI Cheng-gong, ZHAO Yi-fei, LI Xiong. Rerouting path planning based on artificial potential field algorithm[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2009, 9(6): 64-68. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.06.013

基于人工势场算法的改航路径规划

doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.06.013
基金项目: 

国家自然科学基金项目 60972006

国家863计划项目 2006AA12A105

详细信息
    作者简介:

    徐肖豪(1949-), 男, 浙江金华人, 中国民航大学教授, 从事空中交通规划、管理与仿真研究

  • 中图分类号: V355

Rerouting path planning based on artificial potential field algorithm

More Information
  • 摘要: 在恶劣天气或流量受限条件下, 建立了基于人工势场算法的改航路径规划模型。考虑空中交通管制程序和飞行性能等约束条件, 采用线性拟合的方法对初始改航航路径进行分段拟合, 消除振荡点和误差较大的离散点; 对拟合后的航段通过截弯取直的方法, 去除多余的转弯点, 生成最终的改航路径。仿真结果表明: 现行的沿扩展受限区边界绕飞的改航路径长度为532.299km, 而采用新改航规划模型生成的改航路径长度为455.924km, 在没有增加额外转弯点的条件下, 航线长度减少了14.35%, 因此, 采用该规划方法可安全有效地避开飞行受限区域。

     

  • 图  1  引力和斥力

    Figure  1.  Attraction and repulsion

    图  2  规划流程

    Figure  2.  Programming flow

    图  3  采用改进人工势场路径规划模型生成的初始改航路径

    Figure  3.  Initial rerouting path generated by improved APFA path planning model

    图  4  改航路径分段拟合及参数评估

    Figure  4.  Sub-fitting of rerouting path and evaluation of parameters

    图  5  最终生成的改航路径及参数评估

    Figure  5.  Final rerouting path and evaluation of parameters

    图  6  沿扩展受限区边界绕飞的改航路径

    Figure  6.  Rerouting path flying around expanded area boundary

  • [1] 宋柯. 空中交通流量管理改航策略初步研究[D]. 南京: 南京航空航天大学, 2002.

    SONG Ke. The research of rerouting problem in air traffic flow management[D]. Nanjing: Nanjing University ofAeronautics and Astronautics, 2002. (in Chinese)
    [2] 田勇, 宋柯, 顾英豪. 空中交通流量管理中的改航策略研究[J]. 数学的实践与认识, 2008, 38(10): 70-76. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SSJS200810011.htm

    TI AN Yong, SONG Ke, GU Ying-hao. The research on rerouting problem in air traffic flow management[J]. Mathematics in Practice and Theory, 2008, 38(10): 70-76. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SSJS200810011.htm
    [3] 李雄, 徐肖豪, 朱承元, 等. 基于几何算法的空中交通改航路径规划[J]. 系统工程, 2008, 26(8): 37-40. doi: 10.3969/j.issn.1001-4098.2008.08.007

    LI Xiong, XU Xiao-hao, ZHU Cheng-yuan, et al. Air traffic reroute planning based on geometry algorithm[J]. Systems Engineering, 2008, 26(8): 37-40. (in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1001-4098.2008.08.007
    [4] PRETE J M. Aircraft routing in the presence of hazardous weather[D]. New York: Stony Brook University, 2007.
    [5] 顾英豪. 恶劣天气下终端区进场航空器的改航研究[D]. 南京: 南京航空航天大学, 2008.

    GU Ying-hao. Aircraft arrivals dynamic reroutingin terminal area under weather uncertainty[D]. Nanjing: Nanjing Uni-versity of Aeronautics and Astronautics, 2008. (in Chinese)
    [6] 刘义, 张宇. 基于改进人工势场法的移动机器人局部路径规划的研究[J]. 现代机械, 2006(6): 48-49, 53. doi: 10.3969/j.issn.1002-6886.2006.06.020

    LI U Yi, ZHANG Yu. Study of local path planning of mobile robot based on improved artificial potential field method[J]. Modern Machinery, 2006(6): 48-49, 53. (in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1002-6886.2006.06.020
    [7] 况菲, 王耀南, 张辉. 动态环境下基于改进人工势场的机器人实时路径规划仿真研究[J]. 计算机应用, 2005, 25(10): 2415-2417. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JSJY200510068.htm

    KUANG Fei, WANG Yao-nan, ZHANG Hui. Real time path planning of mobile robot in dynamic world based onimproved artificial potential field[J]. Computer Applications, 2005, 25(10): 2415-2417. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JSJY200510068.htm
    [8] 王萌, 王晓荣, 李春贵, 等. 改进人工势场法的移动机器人路径规划研究[J]. 计算机工程与设计, 2008, 29(6): 1504-1506. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SJSJ201510041.htm

    WANG Meng, WANG Xiao-rong, LI Chun-gui, et al. Study of local path planning of mobile robot based on improved artifi-cial potential field method[J]. Computer Engineeringand Design, 2008, 29(6): 1504-1506. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SJSJ201510041.htm
    [9] 李士波, 孙秀霞, 李海军. 多约束条件下的飞行器航迹规划算法[J]. 电光与控制, 2007, 14(2): 34-37. doi: 10.3969/j.issn.1671-637X.2007.02.010

    LI Shi-bo, SUN Xiu-xia, LI Hai-jun. Realization of2D grid-based route planning algorithm[J]. Electronics Optics and Control, 2007, 14(2): 34-37. (in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1671-637X.2007.02.010
    [10] 李春生. 雷暴——航空飞行的天敌[J]. 空中交通管理, 2006(1): 38-39. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HKZS200607032.htm

    LI Chun-sheng. Thunderstorm—natural enemy of aviation[J]. Air Traffic Management, 2006(1): 38-39. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HKZS200607032.htm
  • 加载中
图(6)
计量
  • 文章访问数:  606
  • HTML全文浏览量:  152
  • PDF下载量:  416
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2009-07-18
  • 刊出日期:  2009-12-25

目录

    /

    返回文章
    返回