CN110796902B - 基于多Agent的机场场面滑行冲突的规避方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于多Agent的机场场面滑行冲突的规避仿真方法。该方法包括:将每架飞机定义为一个飞机Agent对象,在机场的多个位置节点上分别设置多个冲突Agent。当飞机在机场滑行时,根据飞机和机场的基础信息计算出飞机的滑行路径,向滑行路径前方距离最近的多个冲突Agent发送通过消息,冲突Agent根据接收到的多个通过消息中不同飞机的位置、速度和时间戳信息,通过冲突检测算法判断出是否有两架以上飞机之间存在滑行冲突,向存在滑行冲突的飞机发送滑行冲突警告消息,飞机收到所述冲突警告消息后,降低滑行速度。本发明通过局部计算及决策进行实时消息传递,实现飞机滑行冲突解脱,克服了现有算法中计算规模过大,状态空间爆炸的问题,提高了运算效率。
Description
技术领域
本发明涉及机场管理控制技术领域,尤其涉及一种基于多Agent的机场场面滑行冲突的规避方法。
背景技术
近年来,随着物流行业的快速发展,进出口订单增加,航空物流货运量迅速增长。急剧增长的运输量使得许多机场的高峰运行容量都远远超过了机场的设计运行容量,造成严重的航班延误和地面安全隐患。因此各大机场在进行基础建设的同时也在不断研究场面监视系统的建设,以期提高机场运行容量。机场场面冲突就是飞机在机场的滑行过程中,与其他飞机的距离小于安全间隔的现象。
为了避免机场场面冲突,目前国际上发布了多种地面引导系统,例如A-SMGCS、GTM、ATGS、ADS-B、TCAS等,以实现机场场面引导,保证机场场面安全。随着货运枢纽机场的相继建立,机场每天的起降架次也在不断增加,此时机场场面飞行器碰撞的概率将增大。因此滑行引导系统针对飞机机场场面冲突解脱运算效率的提高也是航空货运发展亟待解决的问题之一。
Agent(智能体)和多Agent系统是当今人工智能的重要方向,基于多Agent的研究思想是系统中每个Agent都具有自治性和主动性的主动行为能力,每个Agent履行自己的职责并与其它Agent通信获取信息,协作解决单个Agent无法解决的问题。机坪运行多Agent仿真模型是对道路节点、停机位和飞机等机场场面资源实施协调运作、全局及局部约束,最终实现飞机场面滑行冲突规避。
现有技术中的一种解决飞机场面冲突的方法包括:以多Agent技术建立场面资源Agent和飞机Agent模型,场面资源Agent是负责飞机Agent滑行路线的调整和管理。飞机Agent准备进入机场场面滑行时,先向场面资源Agent注册,获取到滑行道的二维网图,确定飞机从起始点和目的地的最短滑行路径,同时也使其他飞机Agent和场面资源Agent都知道该飞机的存在。当飞机Agent在场面资源Agent注册后,场面资源获取当前所有飞机Agent的实时速度、位置和航向并计算与其他飞机Agent最近相遇距离和最近相遇时间,场面资源Agent根据飞机Agent之间的最近相遇距离和最近相遇时间判断飞机之间发生场面冲突的可能性。若存在发生场面冲突的可能性,飞机Agent会以当前点为起始点重新计算滑行路径并向场面资源Agent发送请求,场面资源Agent对飞机Agent的请求做出选择或拒绝,得出最优方案,从而避免冲突。
上述现有技术中的解决飞机场面冲突的方法的缺陷为:该方法在规模较大的机场以及同时起降架次多的机场中运算效率较低。此外,该方法通过锁定某些滑行道,来防止滑行冲突,这样会造成大型机场飞机计算滑行路线时无可行解;场面资源Agent需要不断对飞机Agent的速度、位置、航向计算,推算冲突发生事件和位置,计算负荷非常大,该方法存在计算状态空间爆炸的缺陷。
发明内容
本发明的实施例提供了一种基于多Agent的机场场面滑行冲突的规避方法,以克服现有技术的问题。
为了实现上述目的,本发明采取了如下技术方案。
一种基于多Agent的机场场面滑行冲突的规避仿真方法,将每架飞机定义为一个飞机Agent对象,在机场的多个位置节点上分别设置多个冲突Agent,所述方法包括:
当飞机在机场滑行时,根据飞机和机场的基础信息计算出飞机的滑行路径,向所述滑行路径上前方距离最近的多个冲突Agent发送通过消息,该通过消息中携带飞机的当前位置、当前速度和时间戳信息;
每个冲突Agent根据接收到的多个通过消息中不同飞机的位置、速度和时间戳信息,通过冲突检测算法判断出是否有两架以上飞机之间存在滑行冲突,向存在滑行冲突的飞机发送滑行冲突警告消息,飞机收到所述冲突警告消息后,降低滑行速度,直至冲突解除。
优选地,所述的将每架飞机定义为一个飞机Agent对象,在机场的多个位置节点上分别设置多个冲突Agent,包括:
将每个飞机定义为一个飞机Agent对象,采用分布式在机场的各个位置节点分别设置多个冲突Agent,所述位置节点等距离布置在每个滑行跑道上,以及布置在滑行跑道的交叉道口上,每个飞机Agent利用冲突Agent位置数据库存储每个冲突Agent对应的滑行跑道和位置坐标信息,飞机Agent和冲突Agent之间通过消息进行数据通信,飞机Agent和冲突Agent之间的通信数据包采用消息Agent封装。
优选地,所述的飞机Agent和冲突Agent采用仿真程序来实现。
优选地,所述的当飞机在机场滑行时,根据飞机和机场的基础信息计算出飞机的滑行路径,向所述滑行路径上前方距离最近的多个冲突Agent发送通过消息,该通过消息中携带飞机的当前位置、当前速度和时间戳信息,包括:
飞机在起飞滑行或降落滑行前,根据飞机的机型信息、起或降落点、停机位和机场路径布局信息通过Dijkstra算法计算出飞机的滑行路径,根据所述滑行路径上的滑行跑道信息查询所述冲突Agent位置数据库,获取所述滑行路径上飞机即将经过的滑行跑道上的所有冲突Agent,将所述冲突Agent按照飞机即将经过前后顺序的先后依次向最近距离的几个冲突Agent发送通过消息,该通过消息采用消息Agent封装,所述消息Agent中包括飞机的当前位置、当前速度和时间戳信息,所述飞机按照设定的时间间隔动态重复发送所述通过消息。
优选地,所述的冲突Agent根据接收到的多个通过消息中的多个飞机的位置、速度和时间戳信息,通过冲突检测算法判断出是否有多个飞机之间存在滑行冲突,包括:
当所述冲突Agent接收到多个飞机发送过来的通过消息后,提取各个通过消息中携带的飞机的当前位置、当前速度和时间戳信息,按照设定的时间间隔根据各个飞机的位置和冲突Agent的位置计算出各个飞机与冲突Agent之间的距离;
所述冲突Agent对所有飞机按照与其之间的距离从小到大进行排序,依次为k=1,2,…n,设第k架飞机与所述冲突Agent之间的距离为Dk,,设定的安全距离为W;
Dk-Dk-1>W (1)
当上述式(1)不成立,则判断第k架飞机与第k-1架飞机之间存在机场场面滑行冲突;当上述式(1)成立后,则判断第k架飞机与第k-1架飞机之间不存在机场场面滑行冲突;
当所述冲突Agent只接收到一个飞机发送过来的通过消息后,则判断不存在机场场面滑行冲突。
优选地,所述的冲突Agent根据接收到的多个通过消息中的多个飞机的位置、速度和时间戳信息,通过冲突检测算法判断出是否有多个飞机之间存在滑行冲突,还包括:
当所述冲突Agent接收到多个飞机发送过来的通过消息后,提取各个通过消息中携带的飞机的当前位置、当前速度和时间戳信息,按照设定的时间间隔根据各个飞机的位置和冲突Agent的位置计算出各个飞机与冲突Agent之间的距离;所述冲突Agent对所有飞机按照与其之间的距离从小到大进行排序,依次为k=1,2,…n,设第k架飞机与所述冲突Agent之间的距离为Dk,,设定的安全距离为W;
所述冲突Agent根据各个飞机与冲突Agent之间的距离、各个飞机的速度和时间戳信息计算出各个飞机经过冲突Agent位置的时刻,设第k架飞机经过冲突Agent位置的时刻为Tk,设定的安全距离为W,设定的安全时间间隔为P;
Dk-Dk-1>W (1)
Tk-Tk-1>P (2)
当上述式(1)、(2)不是都成立后,则判断第k架飞机与第k-1架飞机之间存在机场场面滑行冲突;当上述式(1)、(2)都成立后,则判断第k架飞机与第k-1架飞机之间不存在机场场面滑行冲突。
优选地,所述的向存在机场场面滑行冲突的飞机发送滑行冲突警告消息,包括:
当所述冲突Agent判断第k架飞机与第k-1架飞机之间存在滑行冲突时,仅将所述第k架飞机作为冲突飞机添加到冲突链表中;所述冲突Agent遍历所述冲突链表,向各个冲突飞机发送携带减速通知的滑行冲突警告消息,接收到减速通知的飞机将速度降为当前速度的设定百分比;
所述冲突Agent继续根据接收到的通过消息,按照设定的时间间隔根据各个飞机的位置和冲突Agent的位置计算出各个飞机与冲突Agent之间的距离,并根据各个飞机之间的相对距离,继续根据所述式(1)判断是否存在冲突飞机,将冲突飞机添加到冲突链表中,向各个冲突飞机携带减速通知的滑行冲突警告消息;
重复执行上述处理过程,直到所述冲突链表为空。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出,本发明实施例建立了一种基于多Agent的机场场面滑行冲突规避模型,通过建立飞机Agent,冲突Agent和信息Agent,可以更高效地组织飞机与机坪滑行道、跑道、停机位等资源,通过局部计算及决策进行实时消息传递,实现飞机滑行冲突解脱,克服了现有算法中计算规模过大,状态空间爆炸的问题,提高了运算效率。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于多Agent的机场场面滑行冲突规避模型的结构图;
图2为本发明实施例提供的一种基于多Agent的机场场面滑行冲突规避模型的UML(Unified Modeling Language,统一建模语言)时序图;
图3和图4为本发明实施例提供的一种飞机Agent的UML状态图;
图5为本发明实施例提供的一种冲突Agent的UML状态图;
图6为本发明实施例提供的一种冲突规避流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解,当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时,它可以直接连接或耦接到其他元件,或者也可以存在中间元件。此外,这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解,下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明,且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
本发明实施例提供的一种基于多Agent的机场场面滑行冲突规避模型的结构如图1所示,由三部分组成:飞机Agent、冲突Agent和消息Agent。将每架飞机定义为一个飞机Agent对象,采用分布式在机场的各个位置节点分别设置多个冲突Agent,上述位置节点等距离布置在每个滑行跑道上,以及布置在滑行跑道的交叉道口上,每个飞机Agent利用冲突Agent位置数据库存储每个冲突Agent对应的滑行跑道和位置坐标信息,飞机Agent和冲突Agent之间通过消息进行数据通信,飞机Agent和冲突Agent之间的通信数据包采用消息Agent封装。所述的飞机Agent和冲突Agent采用仿真程序来实现。
当飞机在机场滑行时,根据飞机和机场的基础信息计算出飞机的滑行路径,向所述滑行路径上前方距离最近的多个冲突Agent发送通过消息,该通过消息中携带飞机的当前位置、当前速度和时间戳信息;
每个冲突Agent根据接收到的多个通过消息中不同飞机的位置、速度和时间戳信息,通过冲突检测算法判断出是否有两架以上飞机之间存在滑行冲突,向存在滑行冲突的飞机发送滑行冲突警告消息,飞机收到所述冲突警告消息后,降低滑行速度,直至冲突解除。
整体流程分为四部分:
(1)飞机进/离场:飞机根据飞行时刻表的时间进场/离场;
(2)飞机信息读取:飞机型号、机位等信息存储在信息队列中,根据需要进行读取;
(3)滑行路径计算:采用Dijkstra算法计算滑行路径;
(4)冲突判断:飞机向前方即将经过的冲突Agent发送消息,冲突Agent对发送消息的飞机进行冲突判断,并找出安全行驶飞机,同时向潜在冲突飞机发送携带降速消息的冲突警告,冲突解除后,删除该冲突警告,通知潜在冲突飞机恢复正常速度。
上述模型中三部分消息Agent、飞机Agent和冲突Agent的功能如下:
1)消息Agent
多Agent建模的难点主要是消息协同。冲突判断过程中,消息协同是通过以下方式实现的:飞机Agent向冲突Agent发送通过消息,并将飞机的位置、速度和滑动启动时间信息存入消息池中,各个冲突节点Agent从消息池中取出发送通过消息的飞机的位置、速度和时间戳信息,计算是否存在冲突,并通知距离最近的飞机正常速度通过,其他距离较远的存在潜在冲突的飞机降速,待冲突解除后通知其恢复正常速度。消息池不仅可以实现多Agent的消息协同,同时避免了请求堆积过多触发连接过多的错误。仿真模型UML时序图如图2所示。图2为本发明实施例提供的一种基于多Agent的机场场面滑行冲突规避模型的UML时序图。
2)飞机Agent
飞机Agent是仿真的关键。飞机Agent通过状态图来实现消息处理、最短路计算和冲突避免。
飞机在机场起飞前,根据飞机的机型信息、降落点、停机位和机场路径布局信息通过Dijkstra算法计算出飞机的滑行路径,根据所述滑行路径上的跑道信息查询所述冲突Agent位置数据库,获取所述滑行路径上的跑道上飞机即将经过的设定数量(比如4)个冲突Agent,将设定数量个冲突Agent按照飞机即将经过的时间从前到后排序,按照排序的先后依次向各个冲突Agent发送通过消息,该通过消息采用消息Agent封装,所述消息Agent中包括飞机的当前位置、当前速度和滑动启动时间信息,所述飞机按照设定的时间间隔重复发送通过消息。
冲突Agent进行冲突判断,对存在冲突的飞机发送减速消息,在冲突解除后,删除冲突警报,更新冲突链表。飞机到达停机位后,进行卸货、装货等停机流程,。当飞机到达机位推出,准备起飞时刻时,计算飞机滑行路径,机场滑行冲突判断,滑行至起飞等待点,飞机起飞。图3和图4为本发明实施例提供的一种飞机Agent的UML状态图。
3)冲突Agent
图6为本发明实施例提供的一种冲突规避流程图。冲突Agent是进行冲突判断时只对局部发送消息的飞机进行冲突判断,通过向具有潜在冲突飞机发送减速信息进行冲突解脱。冲突Agent中信号收集器有三种状态:监控冲突、冲突解脱、冲突消息删除。图5为本发明实施例提供的一种冲突Agent的UML状态图。
本发明飞机降落/起飞滑行路径计算采用Dijkstra算法,在滑行过程中出现碰撞冲突时采用减速必要时停止滑行的处理模式。
1)冲突判断流程
飞机降落后,计算飞机滑行路径,并储存在路径节点集path中,并按路径集path进行滑行,飞机通过当前节点即将向下一节点移动,同时调用冲突判断及规避流程。如果路径节点集已空,则说明飞机已经到达目的点,如果路径节点集非空,则调用冲突距离计算函数即函数generatecollmsg来依次计算当前飞机到即将通过的后四个节点的距离(如果路径节点少于四个则只计算剩下的节点),同时将飞机的速度、位置、距离等信息发送给这些节点。
冲突距离计算函数伪代码见第八部分伪代码1。
伪代码1:
冲突距离计算函数伪代码:
当冲突Agent接收到多个飞机发送过来的通过消息后,提取各个通过消息中携带的飞机的当前位置、当前速度和时间戳信息,按照设定的时间间隔根据各个飞机的位置和冲突Agent的位置计算出各个飞机与冲突Agent之间的距离;
所述冲突Agent对所有飞机按照与其之间的距离从小到大进行排序,依次为k=1,2,…n,设第k架飞机与所述冲突Agent之间的距离为Dk,设定的安全距离为W,W的值可以为不同机型的安全尾流距离;
Dk-Dk-1>W (1)
当上述式(1)不成立,则判断第k架飞机与第k-1架飞机之间存在机场场面滑行冲突;当上述式(1)成立后,则判断第k架飞机与第k-1架飞机之间不存在机场场面滑行冲突;
当所述冲突Agent只接收到一个飞机发送过来的通过消息后,则判断不存在机场场面滑行冲突。
上述冲突Agent的冲突判断算法伪代码见第八部分伪代码2。
伪代码2:
冲突判断算法伪代码:
在实际应用中,冲突Agent还可以同时结合距离和时间来判断是否有多架飞机之间存在机场场面滑行冲突。冲突Agent根据各个飞机与冲突Agent之间的距离、各个飞机的速度和时间戳信息计算出各个飞机经过冲突Agent位置的时刻,设第k架飞机经过冲突Agent位置的时刻为Tk,设定的安全距离为W,设定的安全时间间隔为P;
Dk-Dk-1>W (1)
Tk-Tk-1>P (2)
当上述式(1)、(2)不是都成立后,则判断第k架飞机与第k-1架飞机之间存在机场场面滑行冲突;当上述式(1)、(2)都成立后,则判断第k架飞机与第k-1架飞机之间不存在机场场面滑行冲突。
2)冲突解脱流程
本发明实施例提供的一种冲突规避流程图如图5所示,其中左侧为飞机Agent流程,右侧为冲突Agent流程,二者通过发送消息进行信息传递及触发。
当冲突Agent判断第k架飞机与第k-1架飞机之间存在滑行冲突时,仅将第k架飞机作为冲突飞机添加到冲突链表中;所述冲突Agent遍历所述冲突链表,向各个冲突飞机发送携带减速通知的滑行冲突警告消息,接收到减速通知的飞机将速度降为当前速度的设定百分比(比如为50%);
冲突Agent继续根据接收到的通过消息,按照设定的时间间隔根据各个飞机的位置和冲突Agent的位置计算出各个飞机与冲突Agent之间的距离,并根据各个飞机之间的相对距离,继续根据所述式(1)判断是否存在冲突飞机,将冲突飞机添加到冲突链表中,向各个冲突飞机携带减速通知的滑行冲突警告消息;
冲突Agent对飞机继续监控直至第一架飞机已通过冲突节点,重复执行上述处理过程,直到冲突链表为空。冲突Agent删除当前冲突警报,更新冲突信息链表。飞机Agent冲突警报解除后,恢复正常速度行驶,向下一节点移动,同时继续调用冲突判断及规避流程,直至结束。
最后,运用以上算法对某大型货运机场一天的飞机进离场滑行采用Anylogic平台进行仿真,验证了该模型的有效性及高效性。
综上所述,本发明实施例建立了一种基于多Agent的机场场面滑行冲突规避模型,通过建立飞机Agent,冲突Agent和信息Agent,可以更高效地组织飞机与机坪滑行道、跑道、停机位等资源,通过局部计算及决策进行实时消息传递,实现飞机滑行冲突解脱,克服了现有算法中计算规模过大,状态空间爆炸的问题,提高了运算效率。
本发明实施例的基于多Agent的机场场面滑行冲突规避模型,通过局部信息收集及决策来监测机坪潜在冲突,减少了冗余运算,提高了运算效率,解决了当前机坪冲突检测算法运行效率低的问题,能保证大型机场的正常运作。
采用本发明所述方法,通过Anylogic仿真软件建立机坪运行仿真系统,并选取了某货运机场上午9:00到次日9:00共24小时的机场进/离场情况进行仿真,针对不同的冲突情况选取冲突频率较高节点某时间段冲突处理情况进行具体分析后仿真结果可以直观的显示该模型能够很好做到飞机调配及滑行状态控制,避免了冲突的发生。验证了本发明的有效性及高效性,能够达到应用要求。
本领域普通技术人员可以理解:附图只是一个实施例的示意图,附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
通过以上的实施方式的描述可知,本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于装置或系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种基于多Agent的机场场面滑行冲突的规避仿真方法,其特征在于,将每架飞机定义为一个飞机Agent对象,在机场的多个位置节点上分别设置多个冲突Agent,所述方法包括:
当飞机在机场滑行时,根据飞机和机场的基础信息计算出飞机的滑行路径,向所述滑行路径上前方距离最近的多个冲突Agent发送通过消息,该通过消息中携带飞机的当前位置、当前速度和时间戳信息;
每个冲突Agent根据接收到的多个通过消息中不同飞机的位置、速度和时间戳信息,通过冲突检测算法判断出是否有两架以上飞机之间存在滑行冲突,向存在滑行冲突的飞机发送滑行冲突警告消息,飞机收到所述冲突警告消息后,降低滑行速度,直至冲突解除;
所述的每个冲突Agent根据接收到的多个通过消息中的多个飞机的位置、速度和时间戳信息,通过冲突检测算法判断出是否有多个飞机之间存在滑行冲突,包括:
当所述冲突Agent接收到多个飞机发送过来的通过消息后,提取各个通过消息中携带的飞机的当前位置、当前速度和时间戳信息,按照设定的时间间隔根据各个飞机的位置和冲突Agent的位置计算出各个飞机与冲突Agent之间的距离;
所述冲突Agent对所有飞机按照与其之间的距离从小到大进行排序,依次为k=1,2,…n,设第k架飞机与所述冲突Agent之间的距离为Dk,设定的安全距离为W;
Dk-Dk-1>W (1)
当上述式(1)不成立,则判断第k架飞机与第k-1架飞机之间存在机场场面滑行冲突;当上述式(1)成立后,则判断第k架飞机与第k-1架飞机之间不存在机场场面滑行冲突;
当所述冲突Agent只接收到一个飞机发送过来的通过消息后,则判断不存在机场场面滑行冲突。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的将每架飞机定义为一个飞机Agent对象,在机场的多个位置节点上分别设置多个冲突Agent,包括:
将每个飞机定义为一个飞机Agent对象,采用分布式在机场的各个位置节点分别设置多个冲突Agent,所述位置节点等距离布置在每个滑行跑道上,以及布置在滑行跑道的交叉道口上,每个飞机Agent利用冲突Agent位置数据库存储每个冲突Agent对应的滑行跑道和位置坐标信息,飞机Agent和冲突Agent之间通过消息进行数据通信,飞机Agent和冲突Agent之间的通信数据包采用消息Agent封装。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述的飞机Agent和冲突Agent采用仿真程序来实现。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述的当飞机在机场滑行时,根据飞机和机场的基础信息计算出飞机的滑行路径,向所述滑行路径上前方距离最近的多个冲突Agent发送通过消息,该通过消息中携带飞机的当前位置、当前速度和时间戳信息,包括:
飞机在起飞滑行或降落滑行前,根据飞机的机型信息、起或降落点、停机位和机场路径布局信息通过Dijkstra算法计算出飞机的滑行路径,根据所述滑行路径上的滑行跑道信息查询所述冲突Agent位置数据库,获取所述滑行路径上飞机即将经过的滑行跑道上的所有冲突Agent,将所述冲突Agent按照飞机即将经过前后顺序的先后依次向最近距离的几个冲突Agent发送通过消息,该通过消息采用消息Agent封装,所述消息Agent中包括飞机的当前位置、当前速度和时间戳信息,所述飞机按照设定的时间间隔动态重复发送所述通过消息。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述的冲突Agent根据接收到的多个通过消息中的多个飞机的位置、速度和时间戳信息,通过冲突检测算法判断出是否有多个飞机之间存在滑行冲突,还包括:
当所述冲突Agent接收到多个飞机发送过来的通过消息后,提取各个通过消息中携带的飞机的当前位置、当前速度和时间戳信息,按照设定的时间间隔根据各个飞机的位置和冲突Agent的位置计算出各个飞机与冲突Agent之间的距离;所述冲突Agent对所有飞机按照与其之间的距离从小到大进行排序,依次为k=1,2,…n,设第k架飞机与所述冲突Agent之间的距离为Dk,设定的安全距离为W;
所述冲突Agent根据各个飞机与冲突Agent之间的距离、各个飞机的速度和时间戳信息计算出各个飞机经过冲突Agent位置的时刻,设第k架飞机经过冲突Agent位置的时刻为Tk,设定的安全距离为W,设定的安全时间间隔为P;
Dk-Dk-1>W (1)
Tk-Tk-1>P (2)
当上述式(1)、(2)不是都成立后,则判断第k架飞机与第k-1架飞机之间存在机场场面滑行冲突;当上述式(1)、(2)都成立后,则判断第k架飞机与第k-1架飞机之间不存在机场场面滑行冲突。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述的向存在机场场面滑行冲突的飞机发送滑行冲突警告消息,包括:
当所述冲突Agent判断第k架飞机与第k-1架飞机之间存在滑行冲突时,仅将所述第k架飞机作为冲突飞机添加到冲突链表中;所述冲突Agent遍历所述冲突链表,向各个冲突飞机发送携带减速通知的滑行冲突警告消息,接收到减速通知的飞机将速度降为当前速度的设定百分比;
所述冲突Agent继续根据接收到的通过消息,按照设定的时间间隔根据各个飞机的位置和冲突Agent的位置计算出各个飞机与冲突Agent之间的距离,并根据各个飞机之间的相对距离,继续根据所述式(1)判断是否存在冲突飞机,将冲突飞机添加到冲突链表中,向各个冲突飞机携带减速通知的滑行冲突警告消息;
重复执行上述处理过程,直到所述冲突链表为空。
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- 2019-11-11 CN CN201911095648.0A patent/CN110796902B/zh active Active
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