空中交通管理系统与技术国家重点实验室(3)

下，针对高负荷交通流环境，研究空中交通流梯次合并、融合点航迹优化、航迹性能评估等方法，解决终端区传统梯级下降进近运行方式效率低、管制压力大等问题，提高终端区航班运行的经济性、环保性，为下一代空管系统中连续上升/连续下降运行概念研究及应用提供支撑。

2、 研究内容

1） 进场交通流梯次合并模式

分析起始进近定位点以及需融合的交通流特性，研究终端区融合点进近程序设计，阐明设计程序位臵和范围，建立进场交通流梯次合并排序模型。

2） 连续下降运行下多融合点航迹优化

连续下降运行下终端区无冲突融合点航迹快速生成，研究多融合点的航迹优化模型和算法，并进行模拟仿真。

3） 连续下降运行航迹性能评估方法

分析连续下降运行对机载设备、管制运行方法、飞行程序的影响，研究连续下降开始位臵、汇聚点的选择方法与评估手段，研究连续下降运行航迹性能评估方法。

3、 主要技术指标

1） 点融合程序满足ICAO相关标准要求（近地碰撞风险小于

10）；

2） 管制员工作负荷减少8%； 3） 终端区空域容量提高5%。

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4、 进度要求 12个月。 5、 经费要求 建议不超过20万元。 6、 成果形式

1） 技术研究报告1份；

2） 发表论文3篇，其中SCI至少1篇； 3） 软件构件（含源码）。 7、 应用方向 基于轨迹的运行。

(五) 基于4D航迹的航空器预战术及战术间隔管理研究（编号：SKLATM201706） 1、 研究目标

针对下一代空管系统向基于4D航迹运行理念发展的需求，围绕合理规划航迹、管理航空器间隔，以合理利用空域为目标。研究基于4D航迹的航空器预战术阶段间隔管理策略，优化控制航空器到达时间窗，研究战术阶段冲突探测与最优解脱方法，避免飞行冲突，为下一代空管系统实现缩小飞行间隔和提升空域利用率提供技术支撑。

2、 主要研究内容

1） 基于4D航迹的多航空器预战术间隔管理研究

采用航空器飞行剖面优化策略生成无冲突的和满足一定优化排序目标的调整航迹，实现航空器控制到达时间（CTA）的优化和预战

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术飞行间隔的配备。

2） 基于4D航迹的多航空器战术间隔管理研究

在时间轴上对4D航迹战术冲突进行预探测，并结合航空器飞行剖面优化策略生成解脱目标的最优调整航迹，从战术层面避免飞行冲突。

3、 技术指标

1） 至少对500个航空器进行实施预战术4D航迹间隔管理； 2） 预战术阶段优化调整算法总耗时不超过60s； 3） 对单架航空器战术4D航迹的解算时间不超过5s。 4、 进度要求 12个月。 5、 经费要求 建议不超过20万元。 6、 成果形式

1） 基于4D航迹的航空器间隔管理软件包； 2） 关键技术研究报告1份； 3） 发表SCI/ EI论文2篇。 7、 应用方向 基于轨迹的运行。

(六) 不确定性容量约束下的网络流优化算法（编号：SKLATM201707）

1、 研究目标

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针对空中交通运行过程中由于恶劣天气、设施设备突发故障、重大活动保障等因素的影响，终端区动态容量呈现出一定的不确定性，同时产生空中交通网络的时空波及效应，流量调控策略的制定难等问题，通过构建空中交通运行网络，以领域知识挖掘结合人工智能技术为思路，研究具有较强适应性、稳定性的智能化网络流优化模型与控制方法，提高求解效率，优化广域飞行流量，为解决大面积范围内多机场的流量控制优化问题提供技术支撑。

2、 主要研究内容

1） 不确定性容量约束下的网络流优化模型

考虑容量的不确定性，分析由于不确定容量约束带来的网络波及性延误等关键因素，构建空中交通系统的流量网络优化模型。

2） 智能化网络流优化控制算法

在构建的不确定性容量约束下的网络流优化模型基础上，基于人工智能技术，考虑容流平衡与网络延误，兼顾算法效率问题，生成基于多个流量调控策略组合的网络流量优化方法。

3、 技术指标

1） 模型中考虑的网络节点数≥100个，平均度不小于4； 2） 支持预战术、战术不同阶段的多航班协同控制； 3） 终端区流量调控相比调控前减少航班总延误时间10%。 4） 网络流优化控制算法响应时间≤120s。 4、 进度要求 18个月。

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5、 经费要求 建议不超过30万元。 6、 成果形式

1） 不确定性容量约束下的网络流优化技术报告； 2） 智能化网络流优化算法构件（含源码）； 3） SCI论文1篇，EI/核心期刊论文2篇； 4） 专利1项。 7、 应用方向

本课题的研究成果可以应用于解决大面积范围内多机场的流量协同控制优化问题。

(七) 基于视频处理的跑道侵入告警技术研究（编号：SKLATM201708）

1、 研究目标

针对国内跑道侵入事件多发的问题，研究基于视频处理的跑道侵入检测技术，使用视频设备采集机场跑道及周边视频信息，从视频图像序列中自动提取动目标，判别目标属性，对动目标的运动趋势进行预测，实现与其他监视手段的多源融合，并对异常侵入目标给出告警提示，为保障机场运行安全提供有效手段。

2、 主要研究内容

1） 基于视频处理的机场跑道动目标提取技术研究

采用视频、图像处理技术，利用帧间差、背景差等方法，考虑人工智能等技术，从机场跑道周边采集的视频图像中检测出运动目标，根据动目标图像信息，识别包括航空器类型、车辆类型等动目标属性。

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