Существуют ли какие-либо широко применимые модели вероятной автоматической маршрутизации воздушных судов?

Самолеты путешествуют по четко определенным воздушным трассам, на разных эшелонах полета в зависимости от направления, а также имеют определенные скорости подъема, снижения и разворота (например, 2-минутный разворот).

Существуют ли какие-либо известные модели, которые учитывают эти пространственные ограничения и создают правдоподобный маршрут между двумя точками в пространстве для данного самолета?

Мой конкретный вариант использования прост: у меня есть текущая позиция самолета и несколько альтернативных конечных точек на этом маршруте. Вместо того, чтобы проводить прямые линии между этими альтернативами, я хотел бы нарисовать правдоподобные маршруты, принимая во внимание как можно больше реальных ограничений.

Я еще не изучал, как это реализовано в компьютерных играх (например, в полете), и я мог бы написать достаточно простой автотрассировщик с учетом ограничений скорости. Однако я хотел бы знать, существуют ли какие-либо общепринятые или рекомендуемые существующие модели автомаршрутизации.

Дополнительная информация

В связи с комментариями к данному вопросу хотелось бы уточнить следующее:

  1. Я не ищу алгоритмы планирования полета или ограниченную маршрутизацию в смысле оптимальных путей, которые иногда ищут алгоритмы, подобные тем, которые используются в этой статье .

  2. Я ищу алгоритмы маршрутизации, вывод которых является фактическим путем, который, если он установлен на автопилоте, приведет самолет через конечную точку с определенным азимутом, уровнем и скоростью. В идеале я ищу «имена» в том же смысле, что и в документе, указанном выше, говорится: «... существуют некоторые автотрассировщики для военных самолетов, включая CLOAR, OPUS и JRAPS ...».

  3. В качестве второстепенного вопроса: есть ли в системах УВД какая-то автоматическая маршрутизация в помощь операторам в загруженных зонах? Если да, то, возможно, стоит проверить, опубликованы ли алгоритмы, потому что я ожидаю, что они должны быть стандартизированы и проверены.

  4. В качестве примера рассмотрим самолет, который приближается к аэропорту, чтобы приземлиться. Самолет находится на определенном курсе, эшелоне полета и скорости, и его нужно направить на вход в схему посадки в определенной точке. Подход может состоять в том, чтобы расширить пеленг точки входа и пеленг воздушного судна и подогнать цикл, соответствующий 2-минутному развороту, чтобы вывести курс воздушного судна на пеленг точки входа (т. е. сгладить угол пересечения). Если такое пересечение не определено (например, пеленги параллельны или пересекаются на очень большом расстоянии), то необходимо добавить новый участок, который а) пересекается с текущим курсом самолета, б) пересекает пеленг точки входа и в) ) удовлетворяет другим ограничениям (например, кратчайшее расстояние, отсутствие острых углов и т. д.). Если это не определено со стороны точки входа, необходимо добавить новый участок, этот участок должен а) пересекать данный участок в... и так далее. Этот подход приведет к траектории (не траектории), которая учитывает определенные ограничения ... Но, очевидно, вопрос здесь в том, насколько реалистично будет летать самолету, а также сможет ли человек-оператор создать траекторию с аналогичными качествами или отклонить. это вообще? Следовательно, вопрос ... существуют ли уже какие-либо алгоритмы автотрассировки?

Редактировать

  1. Если общее мнение больше склоняется к ситуации, когда очень трудно получить точную информацию о моделях маршрутизации для гражданских самолетов, существует ли набор минимальных параметров, которые необходимо учитывать при разработке упрощенного автотрассировщика, который будет с большей вероятностью будет генерировать правдоподобные пути, учитывая две точки в пространстве? «Правдоподобный» определяется как «аналогичный тому, что человек-УВД приказал бы самолету делать» или «траектория, которая кажется разумной для среднего пилота». На данный момент я бы рассматривал скорости подъема, спуска и поворота.
Интуитивно, когда я читаю ваш вопрос, я думаю, что ответ должен быть где-то в области алгоритмов динамического программирования. Возможно, это поможет вашим поискам.
Спасибо за указание, динамическое программирование определенно имеет место в решениях этой проблемы, но я ищу установленные модели (или алгоритмы) в первую очередь. Не уверен, что оборудование УВД имеет функцию автомаршрутизации (?), которая, должно быть, уже стандартизирована и проверена.
Маршруты составляют авиакомпании, так что вам нужно искать их модели.
Спасибо. Просто чтобы уточнить, что меня не интересует общий план полета. Меня интересует, что происходит, например, когда самолет собирается приземлиться, но его перенаправляют в зону ожидания из-за большого трафика. Таким образом, учитывая данные о текущем воздушном судне, маршруте, скорости и конечной точке (азимут входа, уровень входа, скорость входа), определите вероятный маршрут.
Я, например, уверен, что подобные задачи маршрутизации на самом деле являются NP-сложными и, несомненно, являются очень неприятными задачами многомерной нелинейной оптимизации. Было бы интересно рассмотреть в качестве иллюстрации «двухмерную» игрушечную модель — скажем, разводку электрических дорожек на печатной плате, что, как с любовью говорит Википедия, далеко не простое дело!
Обратите внимание, что самолеты не всегда летают по четко определенным воздушным трассам. Возможна специальная маршрутизация. Насколько это распространено, зависит от оперативных ограничений УВД в данном районе.
Спасибо всем за ваши комментарии. В связи с этим я изменил вопрос в надежде, что теперь он будет более точным. На самом деле я написал автотрассировщик для блок-диаграмм на основе итеративного подхода, и я хотел бы оставить детали реализации на потом, когда буду знать, с чем имею дело. В настоящее время я ищу установленные модели (если они есть), но чувствую, что мне не хватает правильной терминологии, чтобы получить какие-либо значимые результаты из простого поиска в Интернете.

Ответы (3)

Я ищу алгоритмы маршрутизации, выходными данными которых является фактический путь, который, если он установлен на автопилоте, приведет самолет через конечную точку с определенным азимутом, уровнем и скоростью.

Действительно, существуют модели для перемещения между путевыми точками: я помню, как сидел в кабине экипажа A320 и заметил увеличение воздушной скорости по мере того, как мы снижались в сторону аэропорта. Я спросил пилота, и он ответил, что это подготовка к предстоящему развороту, чтобы не терять скорость полета. Возможно, разница невелика, но она будет иметь значение в течение года с большим количеством самолетов.

У большинства авиакомпаний есть маршруты компании, подробно описывающие, какие путевые точки использовать для достижения пункта назначения. Насколько мне известно, они довольно стандартны (у вас может быть несколько) и не слишком зависят от погоды, если, например, не будет сильного шторма. Единственным исключением являются трансатлантические маршруты, которые ежедневно меняются в зависимости от погоды. По крайней мере, для большинства рейсов возможных вариаций мало, и они будут выполняться на загруженных авиатрассах. Изменение дыхательных путей, как правило, является большим отклонением, поэтому с ним просто хорошо смириться, и погода вряд ли будет значительно лучше для небольшого обхода.

В качестве второстепенного вопроса: есть ли в системах УВД какая-то автоматическая маршрутизация в помощь операторам в загруженных зонах?

У УВД обычно нет реального стимула сокращать маршруты, по крайней мере, в крейсерском режиме. Они могут помочь вам пропустить некоторые путевые точки и посадить самолет немного быстрее, если воздушное пространство во время прибытия будет спокойным. Чтобы также представить ситуацию в перспективе, я был в кабине экипажа в умеренно большом европейском аэропорту, где нас сначала задержали из-за плохого планирования, а затем сказали ускориться после того, как мы покинули его, чтобы снова наверстать упущенное. Однако в аэропорту Арланда что-то происходит с зелеными подходами .

Я ищу алгоритмы маршрутизации, вывод которых является фактическим путем, который, если он установлен на автопилоте, приведет самолет через конечную точку с определенным азимутом, уровнем и скоростью.

Проблема здесь в том, что у производителей самолетов нет стимула публиковать такие алгоритмы. Если Airbus использует алгоритм A и алгоритм Boeing B, каждый из которых имеет разные входные данные, ни один из вас не захочет, чтобы другой создал алгоритм C, который работает с обоими входными данными и является более эффективным. Суть, однако, в том, что все остаются ограниченными уже существующей инфраструктурой, которая является довольно жесткой.

Спасибо за ваш ответ, который в какой-то степени полезен и, я думаю, должен быть принят в конце концов, за отсутствием более точного ответа. Я изменил вопрос без какого-либо намерения быть свиньей, но если кажется, что там нет ничего важного, я мог бы также составить что-то упрощенное, но правдоподобное.
Обратите внимание, что большая часть маршрутизации на самом деле происходит на компьютере на столе диспетчера. У него есть автомаршрутизация, и она действительно сложная, потому что учитывает не только расход топлива, но и сборы за перелет и любые ограничения, которые применяются к самолету в конкретный день — это базовый рейтинг ETOPS, а также любые элементы MEL, которые иметь дополнительные ограничения и, конечно же, прогнозировать ветер наверху. Бортовая система в основном просто пересчитывает начало спуска.

И ForeFlight, и DUATS обеспечивают автомаршрутизацию дыхательных путей.

Судя по комментариям к вашему вопросу, я подозреваю, что это не то, что вы хотите, но на всякий случай я предлагаю это как ответ.

На самом деле это не совсем то, что мне нужно, но +1 за то, что, похоже, это веб-сервисы маршрутизации от Lockheed Martin.

Я работаю в ForeFlight и хочу сообщить вам, что у нас есть коммерческий API , предлагающий именно эту услугу. Как сказал @thunderstrike , я боюсь, что вы обнаружите, что большинство подобных услуг носят коммерческий характер, поскольку формулы являются собственностью, и потенциальная экономия средств может быть очень высокой.

Существуют ли какие-либо широко применимые модели вероятной автоматической маршрутизации воздушных судов?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v