EoR进近中TCAS告警风险仿真研究与实现

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建立-所需导航性能(Established on RNP,EoR)进近,可实现飞机导航精度的提高、燃油的节省、航迹的减少和监控的简化,契合安全、绿色、高效、智慧的民航发展目标。但是由于TCAS固有告警逻辑难以适应EoR进近的技术特点,在飞机状态不确定条件下可能触发不必要的告警,干扰正常飞行秩序甚至引发不安全事件。因此有必要对该问题进行仿真分析。本文基于TCAS告警逻辑和EoR进近航迹模型,通过蒙特卡洛方法仿真出飞机状态不确定条件下的EoR进近中TCAS告警风险与冲突决策,并与EoR进近中新型TCAS的冲突决策结果进行对比分析。首先,根据EoR进近的技术特点,建立EoR进近航迹模型,包括位置模拟模型和定位误差模型两个组成部分,实现对EoR进近中飞机航迹的模拟。其次,建立TCAS冲突探测模型,依据冲突风险判定条件得到TCAS告警情况。再使用Matlab,通过蒙特卡洛方法随机生成按正态分布的飞机位置、速度、定位误差等参数,由大量仿真得出在飞机状态不确定条件下EoR进近中TCAS告警风险概率及易触发位置,并采用控制变量法,对TCAS告警风险的影响因素进行计算分析。然后,建立TCAS冲突解脱模型,修正两机相遇时间,预测两机垂直方向相对间隔,再根据TCAS冲突决策逻辑选择机动措施。使用Matlab,通过蒙特卡洛方法随机生成按正态分布的两机垂直间隔、至最接近点时间等参数,由大量仿真得出在飞机状态不确定条件下EoR进近中TCAS冲突决策结果的扰动情况。最后,根据新型TCAS冲突决策原理,建立机动措施空间与离散的状态空间,通过动态模型更新飞机每一时刻的状态并使用多线性插值将状态转移至状态空间网格,再通过成本函数与动态规划建立逻辑表,最后对逻辑表可视化得到最优策略并将EoR进近中TCAS与新型TCAS的最优策略进行对比,得出新型TCAS可以缓解EoR进近中TCAS告警风险的结论。
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