基于增益-调度控制和高保真飞机模型的实时四维航迹生成OA

作者：Olusayo Obajemu; Mahdi Mahfouf; Lohithaksha M.Maiyar; Abrar Al-Hindi; Michal Weiszer; Jun Chen^*

来源：Engineering, 2021, 7(04): 182-206.

• 飞机模型
• 智能滑行
• 优化
• 四维航迹

飞机的地面运动是连接所有其他地面作业的纽带,在提高机场效率方面起着重大作用。寻找新的方法来协调机场机队的行动,以提高系统对干扰的自主恢复力,是研究机场空侧管制操作的核心。此外,自动滑行是未来数字化机场的关键组成部分。然而,最先进的机场地面运动路径和调度算法在主动和被动规划阶段都没有考虑高保真飞机模型,此类算法大多不主动优化燃油效率和减少有害温室气体排放。本文提出了一种基于高保真飞机模型和增益-调度控制策略的高效四维航迹(4DT)生成方法。该方法与确定滑行航线、路径点以及时限的路由和调度算法协同工作,在飞机和机场操作限制条件下,实时生成燃油效率高的四维航迹。该方法可在以下两种情况下使用:(1)作为反应型决策支持工具,生成能够解决全新事件的新轨迹;(2)充当半自动和全自动滑行的自动驾驶系统。该方法具有可行性,且易于实现。仿真研究表明,该方法能够在大型波音747-100喷气式客机滑行过程中减少高达11%的燃料消耗。