管制冲突识别与调配技术是空管领域的一个重要课题。研究管制冲突识别与调配技术、开发高效实用的冲突辅助决策工具能够有效降低管制员的工作负荷,提升空管单位的服务保障能力。本文研究了常见的管制冲突识别与调配理论,对冲突识别算法进行改进以提高运行速度,提出了考虑调配时机和实用指令的冲突调配方法,同时开发了冲突识别与调配的对应程序。以往对冲突识别和调配技术的研究主要侧重于数学模型的构建,通过优化算法求解获得理论上的最优调配方案,对方法的实际应用效果关注较少,导致技术的实用性较差。管制冲突识别与调配涉及到空中交通运行的多个方面,辅助决策工具一方面需要确保有效性,另一方面提出的辅助决策要有实用价值,单纯追求理论最优结果是远远不够的。因此,本论文从技术实用性角度对管制冲突识别与调配进行了研究和改进,主要研究内容如下:(1)管制冲突探测技术研究。管制冲突识别包括两个部分,一定时长后的航空器位置预测和已知所有航空器位置的冲突判断。实际工作中对管制冲突识别工具的需求是准确性和高效性,识别的准确性取决于航迹预测的准确程度,本文基于BADA航空器基础数据库开发了航空器运行轨迹推算程序,能够准确预测航空器在给定时间内的运行轨迹和性能参数变化;为提高冲突判断速度,本文提出了一种基于空间查询技术的冲突探测算法,该算法首先将航空器位置数据构建成空间数据结构进行过滤查询,得到冲突候选集,然后结合管制冲突类型判断算法对所有冲突对进行判断,得到冲突集。本文算法模型选用R树作为空间查询的数据结构,并在经典R树实现方式的基础上,对R树的单点插入删除方法和批量插入方法进行了改进,提升了R树在冲突探测场景的性能表现。仿真实验表明本文构建的冲突识别模块能够准确预测一定时间内的航空器轨迹,并且该模块对管制冲突的探测准确性和探测速度相比已有的一些研究成果有明显提高。(2)管制冲突调配技术研究。传统的冲突调配方法是在探测到冲突后根据两架航空器当前的位置状态直接进行调配,给出的解脱方案对扇区态势变化情况的适应性较差,选择的调配时机也不是最优的。本文使用马尔科夫决策过程对管制冲突调配过程进行建模,使用蒙特卡洛树搜索算法对冲突调配问题进行求解,得到的结果由可使用的管制指令和下达该指令的时机两部分组成。在蒙特卡洛树搜索算法内部,为提高迭代过程的运行速度,本文构建了基于航空器标称速度的航迹预测模型,通过预先计算不同机型在不同飞行高度层飞行时不同飞行姿态对应的标称速度构建数据库,将航空器轨迹推算的简化成简单的运动模型计算,经实验验证,简化后的航迹预测结果在较短预测时间内精度损失在可接受范围。本文基于所在实验室开发的空中交通运行仿真系统,开发了具有冲突识别和调配功能的管制员Agent组件,并利用仿真系统设计了相应的仿真实验,构建了对应的冲突场景进行测试,通过对仿真结果的分析,验证了开发的冲突识别和调配算法。与传统的冲突调配算法相比,基于蒙特卡洛树搜索的冲突调配算法能够更好地感知环境变化,更好地把握调配最佳时机。