基于混合整数规划的带轨迹恢复的飞机冲突解脱

为保证飞行运行安全，空中交通管制的决策支持系统必须能够提高空域容量利用率并处理增长的需求。在本研究中，我们解决飞机冲突规避与轨迹恢复问题。寻找保证返回目标航路点的最小偏离无冲突飞机轨迹的问题，由于所求解的非线性轨迹性质而高度复杂。我们提出一种两阶段迭代算法：首先通过调整速度和航向控制解决初始冲突，然后确定每架飞机恢复其标称轨迹的最优时间。规避阶段扩展了现有的混合整数规划公式，对于恢复阶段，我们提出了一种新颖的混合整数公式。该方法假设速度和航向控制为连续变量，而恢复时间视为离散变量。在该方法中，研究表明可通过诱导具有更高偏离的规避轨迹来预测轨迹恢复代价，从而在少量迭代内获得更早的恢复时间。在基准冲突解脱问题上的数值结果表明，该方法能在10分钟内求解多达30架飞机的算例。