Conflict-Free Trajectory Planning Based on a Data-Driven Conflict-Resolution Model



tải về 0.87 Mb.
Chế độ xem pdf
trang3/6
Chuyển đổi dữ liệu13.04.2022
Kích0.87 Mb.
#51623
1   2   3   4   5   6
Conflict-Free Trajectory Planning Based on a Data-Driven Conflict-Resolution Model

a)

b)

c)

d)

Fig. 7


Aircraft on a) same track, b) reciprocal tracks (45 to 90 deg), c) reciprocal tracks (90 to 135 deg), and d) crossing tracks.

Data available online at http://mathworks.com/help/stats/k-means-



clustering.html [retrieved 16 September 2016].

CALVO-FERNÁNDEZ ET AL.

619

Downloaded by UNIV. OF ARIZONA on March 14, 2017 | http://arc.aiaa.org | DOI: 10.2514/1.G000691 




set of resolutions, i.e., the set of deviations, with respect to the flight

plan, used to solve the conflicts, either vertically or temporally; and

3) the likelihood of each resolution occurring.

D.

Application of the Conflict-Resolution Model to Planning in the



Strategic Phase

In this section, the conflict-resolution model is applied to the

conflicts detected in the strategic phase. First, we detected the

conflicts in the flight plans that were in the SBT phase.

We then applied the method of pairwise comparison [6] to resolve

the conflicts in the maneuvers obtained from the conflict-resolution

model. In this way, the flight plans of each aircraft involved in a

conflict were modified. This resulted in a set of potential resolutions:

in other words, alternative flights plans for each affected flight, which

will be assessed later on.

1.

Temporal (Speed) Conflict Resolution



Temporal resolution consists of either advancing or delaying the

time at which a flight will pass over the point where a conflict is

detected. This is illustrated in Fig. 8, where the times of the actual

flight plan (conflicted) are shown, as well as the times of the new

flight plan (after applying the temporal resolution). In Fig. 8, the start

and end times of the conflict are represented by t

i

and t


f

. In the


example given, the conflict will be solved temporally if the new flight

plan arrives at the points, where the conflict is detected, which is

2 min earlier than the time specified in the actual flight plan.

There were a number of restrictions in the temporal resolutions:

1) The cruise phase entry and exit times (t

n

and t



x

in Fig. 8) are

constant. This means that, if a conflict is solved by delaying its arrival at

the conflict point, the aircraft will reduce its speed in the phase before

the conflict (to arrive later) and will increase its speed afterward (to

compensate for the delay and ensure that the exit time is constant).

2) All the speeds established in the new flight plan must be valid

according to the Base of Aircraft Data (BADA) 3.6 [39]; otherwise,

the proposed trajectory will be deemed invalid.

2.

Vertical Conflict Resolution



Vertical conflict resolution consists of either increasing or decreasing

the cruise altitude. This is illustrated in Fig. 9, where the cruise

altitude of the actual flight plan (conflicted) and the cruise altitude of

the new flight plan (after applying the vertical resolution) are shown.

There were a number of restrictions in the vertical resolutions:

1) The rates of climb or descent established in the new flight plan

were extrapolated from the original flight plan.

2) All the cruise altitudes h

0

CR

established in the new flight plan



must be valid according to BADA 3.6 [39]; otherwise, the proposed

trajectory will be deemed invalid.

By applying the model to the conflicts detected in the strategic

phase, we obtained a set of potential resolutions for each conflict.

This set of resolution contains all the possible vertical and temporal

resolutions, provided by the implemented data-driven model, for

each aircraft involved in a conflict. The model also calculated the

following information for potential resolutions:

1) The model calculated the likelihood of the resolution being

implemented by the controller. The higher the likelihood, the more

probable it was that the proposed action would be carried out.

2) The model calculated the additional fuel consumed by applying

the proposed resolution, as per the BADA Aircraft Performance

Model [39]. This value may be negative; in which case, the new

trajectory will consume less fuel than the original one.

3) The model calculated the possibility of successfully

implementing a specific resolution. This was calculated based on

aircraft performance. If the new trajectory was invalid, it was not

considered as a potential optimal solution.

The model also checked to see if the proposed new trajectory was

free of conflicts with all other aircraft. Otherwise, it was not

considered as a potential optimal resolution.

E.

Multiobjective Optimization of Proposed Solutions



In the previous section, the conflict-resolution model was applied to

individual conflicts that were detected at the strategic planning phase and

resulted in a set of potential resolutions for each conflict. In this section,

Table 1


Breakdown of conflicts per

flight phase

% Conflicts

Aircraft in the same phase

Climb

1.2


Cruise

64.3


Descent

19.8


Aircraft in different phases

Climb


–cruise

4.9


Climb

–descent


1.4

Cruise


–descent

8.5



tải về 0.87 Mb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn:
1   2   3   4   5   6




Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2024
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương