基于多agent的空中交通協同流量管理研究

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1、基于多Agent的空中交通協同流量管理研究　　摘要：在全球化與一體化的環(huán)境下，航空運輸業(yè)得到了快速的發(fā)展，為了適應航空運輸業(yè)發(fā)展的需求，空中交通管理得到了廣泛的關注，其管理的目標便是有效解決空中交通嚴重延誤問題。通過各國的積極研究，提出了協同式空中交通流量管理，它不僅提高了流量管理的效率，還保證了航空公司的效益。本文主要研究了基于多Agent的空中交通協同流量管理，具體體現在航班、航路與航空器三方面，旨在推動我國民航業(yè)的健康、穩(wěn)定與高效發(fā)展?！　￡P鍵詞：多Agent；空中交通；協同流量管理；航班；航路；航空器　　引言：目前，基于多Agent的空中交通協同流量管理研

2、究時間較短，其研究體系缺少完善性與系統性，特別是欠缺關于航班、航路與航空器的相關研究。在此背景下，本文介紹了基于多Agent的空中交通協同流量管理的理論研究、航空協同規(guī)劃、航路協同管理與航空器協同運行，旨在為我國的空中協同流量管理提供可靠的、科學的建議?！　?、基于多Agent的空中交通協同流量管理的理論研究　　1.1協同決策理論　　協同決策管理（Cooperativedecisionmanagement，CDM）是指借助協同技術和程序，改進空中交通流量管理，使空域運行具有高效性與安全性。協同決策程序是由政府部門、航空公司、學術機構與商業(yè)公司等共同開發(fā)的，在航空業(yè)

3、中的應用日益廣泛，并具有積極的意義4　　協同決策的目標為：其一，通過信息的實時交流，進一步改進航空系統運行的信息質量；其二，航空系統的運行信息及時、同步發(fā)送給管理人員與空域用戶，以此形成二者對空域狀態(tài)的共識；其三，輔助管理工具與程序的完善，根據空域流量，以此保證了流量管理方案的合理性與科學性。　　1.2多Agent系統理論　　多Agent系統（Multi-AgentSystem，MAS），可以稱之為自組織系統，該系統是由獨立交互的Agent與特定的外部環(huán)境構成的，實現了對非線性復雜問題的有效解決，它具有一定的先進性與現代化?！　gent作為一種實體，具有靈活性、

4、社會性與自主性，通過感應器實現了對外部環(huán)境信息的獲取，同時也實現了對執(zhí)行器的控制，使其達到了運行的目的。通常情況下，以智能反應能力的強弱為標準劃分Agent，其種類有簡單反應式Agent、模型反應式Agent、目標式Agent、效能式Agent與智能學習式Agent。　　多Agent系統有機結合了多個Agent，在信息共享與交互的作用下，通過合作或者競爭實現了共同目標的完成?；诙郃gent的系統其運行較快、效率較高并且具有靈活性、可擴展性及經濟性等特點。該系統具有一定的復雜性，以其屬性為依據，其可以劃分為組織結構類、學習能力類、協調能力類及通訊能力類等，其中，根

5、據組織結構類，其類型有層級結構、團隊結構、結合體結構與自律分散型結構。此系統的通信方式十分重要，主要是通信方式直接影響著系統的運行效率及其穩(wěn)定性，具體的通信方式包括局部通信與廣播通信[1]?！　?、基于多Agent的空中交通協同流量管理的具體研究4　　在空中交通流量管理過程中面對著諸多的問題，主要體現在空中交通評估難、策略制定目標不一致、流量管理方式單一、管理工作量大、流量協同管理欠缺等，為了實現上述問題的有效處理，提出了基于多Agent的空中交通協同流量管理，具體研究體現在以下三方面?！　?.1航班協同規(guī)劃　　它主要是根據航班規(guī)劃階段的參與對象，實現多Agent

6、建模，以此促進了航空公司選擇權的增加，通過對機場資源的協同規(guī)劃，使航班時刻表的制定具有了公平性與高效性，進而避免了航空公司因航班延誤而出現了經濟損失?！　』诙郃gent的航班協同規(guī)劃，為空中交通管理單位與航空公司提出了不同的Agent，具體的協同過程如下：前者要分析機場的容量與流量，保證二者的平衡，在先到先服務的原則下，根據按需求分配的方法對機場資源進行分配，并向空域用戶發(fā)送航班時刻調整信息。后者根據獲取的信息，結合航班成本信息，制定航班時刻調整方案，并將其反饋給前者。最后，在信息交流與溝通后，借助線性規(guī)劃的方法尋求最優(yōu)解，最終獲取了系統延誤成本最小的方案[2]

7、?！　?.2航路協同管理與航空器協同運行　　航路協同管理主要是根據航路管理的參與對象，實現Agent建模，通過對航路資源的協同管理，保證了航路分配方案的公平性與高效性。通過研究，構建了航空公司Agent與流量管理部門Agent。4　　航空器協同運行主要是指根據航空器運行階段的參與對象，實現Agent建模，通過空中交通系統運行水平的提升，使航路的利用率得到了提高，并且保證了空中交通流量管理方案的全面落實[3]?！　】偨Y：當前，各國的航空運輸業(yè)均保持著快速的發(fā)展，在其發(fā)展過程中面臨著安全水平、服務能力提升、準點率提高等諸多問題，為了有效解決此問題，協同式空中交通流量管

8、理隨之出現