PDF《尤杰基于多 Agent 的机场场面最优滑行路径算法》

第9卷第1期2009 年2月交通运输工程学报Journal of T raffic and Transportation Engineering Vol.

9 No.

1 Feb .

2009 收稿日期 : 2008-08 -18 基金项目 : 国家空管课题( GKG 200802015) ;

国家自然基金委员会与中国民航总局联合资助项目( 60776813) 作者简介 : 尤杰(

1983 -) , 男 ,江苏无锡人 , 南京航空航天大学工学硕士研究生 , 从事空中交通通用仿真技术研究 . 导师简介 : 韩松臣(

1964 -) , 男 ,黑龙江哈尔滨人 , 南京航空航天大学教授 . 文章编号 : 1671-1637( 2009)

01 -0109 -04 基于多 Agent 的机场场面最优滑行路径算法 尤杰,韩松臣 ( 南京航空航天大学 民航学院, 江苏 南京 210016) 摘要: 为了保障机场安全,提高机场运行效率,建立了依据进出港航班滑行时间最短为决策的多 Agent 模型 ,模型以多 A gent 技术为基础 ,融合了 Dijkstra 算法的最优路径选择和合同网协议的思 想,形成了基于多 Agent 的滑行路径优化算法, 并依据该算法进行了仿真分析 .仿真结果表明 : 与 指定航班优先级相比 ,使用基于多 Agent 的优化算法处理同优先级航班, 总运行时间可减少

15 s ;

基于多 Agent 的场面运行调整算法可以有效地把航班和机场上分布的滑行道 、跑道、停机位等资 源组织起来 ,智能地发现冲突 、 躲避冲突 ,达到全局滑行时间最短 ,因此 ,该算法可行 . 关键词: 航空运输管理;

机场场面;

路径优化;

多Agent 技术 ;

进出港航班 中图分类号 : V351 .

11 文献标志码 : A Taxi route optimization algorithm of airport surface based on multi-agent YOU Jie , HAN Song-chen ( School of Civil Aviation, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics , Nanjing 210016, Jiangsu , China) Abstract: In order to protect airport security and improve operational efficiency , a multi-agent model w as developed based on the decision of the shortest taxi time for arrival and departure flights and multi-agent technology , the ideas of selection optimal route in Dijkstra algorithm and contract net protocol w ere considered , a route optimization algorithm w as founded , and simulation analysis was made . Analysis result show s that the total running time can reduce by

15 s compared with the designated priority flights w hen mult-agent algorithm is used to deal with same prionity flights , and the algorithm can effectively adjust aircrafts and sources at airport , such as taxiw ays , runw ays and gate positions , discover and avoid the conflict intelligently , and achieve the shortest time of overall taxiw ay , so the algorithm is feasible .

1 tab ,

5 figs ,

9 refs . Key words :air transportation management ;

airport surface ;

route optimization ;

multi-agent technology ;

arrival and departure flights Author resumes : YOU Jie( 1983- ) , male , graduate student , +86 -25 -84896456 , youjie83 @163 . com ;

HAN Song-chen(

1964 -) , male , professor , +86 -25-84893461 , hansongchen @nuaa. edu . cn .

0 引言机场中存在很多制约空中交通流量的因素, 其 中主要是跑道、滑行道和停机位 .国内外学者对跑 道操作和停机位分配操作 [ 1] 进行了很多相关研究, 但在这些研究中, 滑行只是作为跑道和停机位的一 个中间过程而没有被详细考虑. 近年来, 滑行过程中的不确定性对进离场航班 延误的影响日益凸显, 研究重点也逐渐转移到优化 机场场面滑行路径以提高机场运行效率上来 .这些 研究考虑了机场滑行道上的冲突 ,通过动态寻找最 优路径或动态改变滑行路径来解决冲突以实现最优 化.但是 ,不论是启发式 A * 算法[ 2] 还是Dijkstra 算法[ 3] 都只能保证当前航班的操作是最优的, 而没有 考虑到这一最优操作对后续航班的影响, 即这只是 一个局部最优而非全局最优[ 4] .本文针对机场场面 运行调整问题, 依据滑行时间最短决策, 运用 MAS ( Multi-agent System) 技术 ,将机场场面运行调整方 案的制定过程抽象为资源的预约过程 , 在此基础上 建立智能体模型 ,探讨智能体间的协作 .