林穎達(dá)，隋 東，蔡舒影

(南京航空航天大學(xué) 民航學(xué)院 空管運(yùn)行與安全研究實(shí)驗(yàn)室，南京 211106)

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基于多Agent仿真的沖突場(chǎng)景識(shí)別

林穎達(dá)，隋 東，蔡舒影

(南京航空航天大學(xué) 民航學(xué)院 空管運(yùn)行與安全研究實(shí)驗(yàn)室，南京 211106)

構(gòu)建了基于多Agent的空管運(yùn)行仿真系統(tǒng)的基本框架，設(shè)計(jì)了航空器Agent、空管自動(dòng)化Agent和管制員Agent. 利用JADE平臺(tái)，Java編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了仿真原型系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，并導(dǎo)入全天的飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全國(guó)交通運(yùn)行態(tài)勢(shì)的仿真.為了提高軌跡預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，考慮了風(fēng)的影響.通過(guò)對(duì)管制員Agent記錄的全天沖突數(shù)據(jù)的分析，可以得到易沖突扇區(qū)主要集中在我國(guó)的東部以及中南部區(qū)域，R343和A461為易沖突航路等.沖突數(shù)據(jù)的分析結(jié)果對(duì)于航路網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、扇區(qū)劃分以及飛行計(jì)劃的優(yōu)化有重要的實(shí)踐意義.

多Agent系統(tǒng)；分布式仿真；沖突探測(cè)；沖突場(chǎng)景識(shí)別

近年來(lái)，空中交通需求日益增長(zhǎng)，而現(xiàn)有的空中交通管制保障能力有限，需求與供給的矛盾日益突出.因此，如何在交通流量增長(zhǎng)的情況下提高空中交通運(yùn)行效率并保證空中交通運(yùn)行安全，對(duì)于我國(guó)民航業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提出了重大挑戰(zhàn).中國(guó)民航局于2007年提出了新一代空中交通管理系統(tǒng)發(fā)展框架，其規(guī)劃和建設(shè)的總體戰(zhàn)略目標(biāo)是：在保證航空安全和運(yùn)行效率的同時(shí)，通過(guò)建設(shè)高適應(yīng)性的、大容量的、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化的具有中國(guó)特色的民航空管技術(shù)和設(shè)備體系，實(shí)現(xiàn)我國(guó)空管技術(shù)和設(shè)施裝備的全面跨越式發(fā)展.而新技術(shù)新概念的應(yīng)用之前，需要通過(guò)驗(yàn)證以確保安全、容量、效率水平.不管是調(diào)整現(xiàn)有交通系統(tǒng)中的空域結(jié)構(gòu)、航路航線等元素還是采用新技術(shù)新概念都需要事先做安全評(píng)估，查找潛在的危險(xiǎn)因素.而通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真的手段對(duì)空中交通的運(yùn)行進(jìn)行仿真，不僅可以減少對(duì)新技術(shù)新概念驗(yàn)證的成本，還可以對(duì)現(xiàn)有運(yùn)行模式下所存在的潛在安全問(wèn)題進(jìn)行分析評(píng)估，具有非常重要的理論意義與研究?jī)r(jià)值.

1 研究現(xiàn)狀

2012年，Netjasov F[1-3]分別從戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)、及運(yùn)行層面建立沖突風(fēng)險(xiǎn)模型，戰(zhàn)略層面主要從沖突概率和沖突數(shù)量這個(gè)兩個(gè)指標(biāo)對(duì)飛行程序的宏觀沖突風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估.戰(zhàn)術(shù)層面提出了沖突持續(xù)時(shí)間和沖突嚴(yán)重程度的概念，對(duì)沖突的規(guī)律和機(jī)理進(jìn)行升入研究.運(yùn)行層面將管制員的情景意識(shí)、工作負(fù)荷作為考慮因素，可用于輔助空中交通管理者決策扇區(qū)的合并與分開(kāi).同年，王超[4]應(yīng)用隨機(jī)過(guò)程方法，計(jì)算了面向交叉/匯聚交通流沖突頻率的數(shù)學(xué)期望及方差，推導(dǎo)出宏觀沖突風(fēng)險(xiǎn)模型.并從沖突演化過(guò)程的角度出發(fā)，提出了面向微觀沖突分析，計(jì)算沖突嚴(yán)重度、沖突強(qiáng)度和累積沖突風(fēng)險(xiǎn)的三個(gè)模型.

早期的空中交通仿真軟件多采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，它通過(guò)對(duì)象、繼承、封裝、消息傳遞等機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)客觀事物的有力描述，實(shí)現(xiàn)問(wèn)題描述與處理的統(tǒng)一，大大提高了效率.目前基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的空中交通仿真系統(tǒng)應(yīng)用最廣泛的有工具有SIMMOD[5]，TAAM[6]以及RAMS[7].然而其具有兩個(gè)不足，其一，基于單機(jī)的集中式仿真難以勝任大規(guī)模微觀仿真；其二，傳統(tǒng)的仿真系統(tǒng)難以模擬空中交通運(yùn)行中多個(gè)實(shí)體之間的信息交互.而隨著多Agent技術(shù)的應(yīng)運(yùn)而生，其自主性和交互性的特點(diǎn)彌補(bǔ)了面向?qū)ο蠹夹g(shù)的不足.介于此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)始研究將多Agent技術(shù)應(yīng)用在空中交通領(lǐng)域.

2006年，NASA Ames研究中心的Wolfe S R[8]首先提出在空中交通流量管理中使用 Agent 技術(shù)，利用Agent輔助流量管理各參與方之間的通信，改善決策過(guò)程. 2008年，Sierhuis M[9]等研究了基于Agent 的空中交通流量管理仿真，采用信念-請(qǐng)求-意圖(Belief-Desire-Intention，BDI)工具對(duì)協(xié)同式交通流量管理問(wèn)題進(jìn)行建模.同年，Alam S 采用多Agent構(gòu)架開(kāi)發(fā)了空中交通運(yùn)行與管理仿真工具ATOMS[10](Air Traffic Operations and Management Simulator)用于對(duì)自由飛行下新技術(shù)新概念的評(píng)估.2011年，Sherry L[11]利用 FACET仿真平臺(tái)研究了以航空公司為決策主體的航路選擇策略.該研究將航空公司定義為Agent，利用強(qiáng)化學(xué)習(xí)技術(shù)對(duì)歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)反饋信息進(jìn)行挖掘、分析，以優(yōu)化航空公司的航班時(shí)刻制定. 2007年，黎新華[12]對(duì)基于Agent的空中交通流量管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，構(gòu)建了空中交通流量管理系統(tǒng)的框架，詳細(xì)闡述了系統(tǒng)工作方式及各分 Agent 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu).2008年，戴玲[13]研究了多Agent技術(shù)在飛行沖突解脫中的應(yīng)用，文中將航空器定義為 Agent，對(duì)空域資源進(jìn)行了建模，提出了沖突解脫算法，從理論探討了航路資源分配.

2 基于多Agent的空中交通仿真系統(tǒng)

本文采用基于多Agent的方法來(lái)對(duì)空管系統(tǒng)中的不同實(shí)體進(jìn)行建模與仿真.系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了三類Agent，分別是航空器Agent，管制員Agent和空管自動(dòng)化Agent.不同Agent間的通信過(guò)JADE平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)[14].JADE是一個(gè)完全由Java語(yǔ)言編寫(xiě)的用于開(kāi)發(fā)多Agent系統(tǒng)的框架，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)實(shí)體對(duì)象的Agent建模，還可以實(shí)現(xiàn)多種類型Agent的聯(lián)合分布式仿真.系統(tǒng)的通信過(guò)程如圖1所示.

該系統(tǒng)的主要功能包括：

1)顯示全國(guó)空域信息，并可以對(duì)全國(guó)的航路、機(jī)場(chǎng)、扇區(qū)等進(jìn)行增加、刪除、修改.

2)編輯飛行計(jì)劃，可以根據(jù)需要對(duì)飛行計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整.

3)顯示全國(guó)空中交通運(yùn)行態(tài)勢(shì)，包括航班的航班號(hào)、位置、高度及速度等.

4)對(duì)仿真的速度進(jìn)行調(diào)整，最多可加速10倍.

5)記錄航班沖突信息，包括沖突航空器對(duì)、沖突時(shí)間、沖突類型、沖突位置等.

6)記錄管制員的管制指揮行為

圖1 仿真系統(tǒng)架構(gòu)圖

3 基于航空器意圖的沖突探測(cè)

針對(duì)航空器Agent在仿真運(yùn)行所產(chǎn)生的航空器狀態(tài)信息，本節(jié)提出了基于航空器意圖的沖突探測(cè)算法，以模擬實(shí)際管制員的沖突探測(cè)行為.以往的沖突探測(cè)算法往往只是根據(jù)航空當(dāng)前的位置，通過(guò)當(dāng)前速度和航向進(jìn)行外推以判斷沖突，這樣的方法在航空器轉(zhuǎn)彎時(shí)會(huì)出現(xiàn)很多沖突漏報(bào)和虛報(bào)情況，且和有經(jīng)驗(yàn)的管制員的沖突探測(cè)模式有所出入.為了更好的模擬有經(jīng)驗(yàn)管制員的沖突探測(cè)，本文將航空器的飛行意圖以及爬升/下降率作為考慮因素，從水平和垂直兩個(gè)角度對(duì)航空器未來(lái)的飛行趨勢(shì)進(jìn)行更準(zhǔn)確的模擬.

由于使用BADA模型對(duì)實(shí)時(shí)生成的航空器軌跡會(huì)產(chǎn)生一系列的航空器運(yùn)行參數(shù)，包括航空的位置信息、高度、速度、航向、爬升/下降率等信息.這些信息會(huì)定時(shí)發(fā)送給相應(yīng)的管制員Agent以模擬管制員獲取航空器動(dòng)態(tài)信息行為，管制員Agent通過(guò)獲取這些航班的飛行數(shù)據(jù)并聯(lián)合飛行意圖所管轄扇區(qū)內(nèi)的沖突進(jìn)行探測(cè).表1列出沖突探測(cè)的輸入?yún)?shù).

沖突探測(cè)的難點(diǎn)在于如何對(duì)未來(lái)航空器狀態(tài)向量進(jìn)行推測(cè)，本文為了真實(shí)的模擬管制員的沖突探測(cè)提出基于航空器意圖的沖突探測(cè)算法.通過(guò)判斷航空器即將飛越下一個(gè)航路點(diǎn)是否為轉(zhuǎn)彎點(diǎn)，將飛行過(guò)程分為直線飛行和轉(zhuǎn)彎飛行.

表1 沖突探測(cè)輸入?yún)?shù)表

序號(hào)屬性變量命名1航班號(hào)FLT＿NO2當(dāng)前時(shí)刻的橫坐標(biāo)x03當(dāng)前時(shí)刻的縱坐標(biāo)y04當(dāng)前時(shí)刻的高度h05當(dāng)前時(shí)刻的速度v06當(dāng)前時(shí)刻的航向θ07當(dāng)前的爬升/下降率v08航班途經(jīng)的各航路點(diǎn)坐標(biāo)集合P={p1，…，pn}9航班途經(jīng)的各航路點(diǎn)時(shí)是否需要轉(zhuǎn)彎Tr={tr1，…，trn}

如果下一個(gè)航路點(diǎn)不是轉(zhuǎn)彎點(diǎn)，則航空器沿著當(dāng)前航向直線飛行，我們這里假設(shè)航空器沿直線飛行時(shí)速度不變，并以當(dāng)前的爬升/下降率進(jìn)行等速爬升/下降運(yùn)動(dòng).因此，直線飛行時(shí)其下一個(gè)周期的其位置信息及高度信息可以通過(guò)式(1)進(jìn)行計(jì)算，其中為單位時(shí)間步長(zhǎng)，因此每次沖突探測(cè)需要對(duì)未來(lái)多個(gè)周期的狀態(tài)信息進(jìn)行推測(cè).見(jiàn)圖2.

xi+1=xi+vitsinθi

yi+1=yi+vitcosθi

hi+1=hi+vzt

θi+1=θi

(1)

如果航空器在下一個(gè)航路點(diǎn)需要轉(zhuǎn)彎，則采用旁切轉(zhuǎn)彎的方式實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎模型的構(gòu)建，并考慮“轉(zhuǎn)入”與“轉(zhuǎn)出”的姿態(tài)調(diào)整段，其示意圖如圖3所示.

其中:r為轉(zhuǎn)彎半徑，α為航空器將要轉(zhuǎn)過(guò)的角度，P為轉(zhuǎn)彎航路點(diǎn)，LRollin為“轉(zhuǎn)入”段距離，L為轉(zhuǎn)彎起始點(diǎn)到轉(zhuǎn)彎航路點(diǎn)的距離，Roll in為“轉(zhuǎn)入”段，Roll out為“轉(zhuǎn)出”段.

圖2 沖突探測(cè)流程圖

當(dāng)航空器距轉(zhuǎn)彎航路點(diǎn)P的距離一旦等于或小于Lrollin+L，航空器進(jìn)入轉(zhuǎn)彎程序并且按式(2)計(jì)算得到的轉(zhuǎn)彎率ROT以及轉(zhuǎn)彎半徑r進(jìn)行轉(zhuǎn)彎，當(dāng)航空器所轉(zhuǎn)過(guò)的角度一旦等于或大于α，航空器轉(zhuǎn)彎結(jié)束并進(jìn)入下一航段.

(2)

圖3 航空器轉(zhuǎn)彎示意圖

其中:φ為航空器的滾轉(zhuǎn)角，VTAS為航空器真空速.

在航空器的轉(zhuǎn)彎過(guò)程中，我們假設(shè)航空器所處的高度和速度不再變化，因此航空器在轉(zhuǎn)彎狀態(tài)下的下一個(gè)周期的狀態(tài)信息可以通過(guò)式(3)進(jìn)行計(jì)算.

xi+1=xi+vitsinθi

yi+1=yi+vitcosθi

hi+1=hi

θi+1=θi±ROT×t

(3)

4 沖突場(chǎng)景識(shí)別

為了研究我國(guó)航班運(yùn)行過(guò)程中沖突的分布規(guī)律并識(shí)別出潛在的沖突場(chǎng)景，本節(jié)利用第二節(jié)所提到的仿真系統(tǒng)對(duì)全國(guó)一天的航班運(yùn)行進(jìn)行了仿真.通過(guò)對(duì)管制員Agent記錄的沖突數(shù)據(jù)進(jìn)分析，從宏觀的角度對(duì)沖突數(shù)據(jù)的時(shí)間分布、類型分布、區(qū)域分布進(jìn)行了分析，并針對(duì)具體的沖突場(chǎng)景進(jìn)行識(shí)別.

4.1 沖突類型分類

見(jiàn)表2.

表2 沖突類型分類

爬升/爬升爬升/下降爬升/巡航巡航/巡航下降/下降下降/巡航同向類型1類型2類型3類型4類型5類型6逆向類型7類型8類型9類型10類型11類型12交叉類型13類型14類型15類型16類型17類型18

本節(jié)利用上文所構(gòu)建的基于多Agent的空中交通運(yùn)行仿真系統(tǒng)對(duì)2013年11月16日全國(guó)共8 262架次航班運(yùn)行進(jìn)行了仿真，管制員Agent通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控所管轄扇區(qū)的航空器動(dòng)態(tài)位置，對(duì)其所管轄范圍內(nèi)的潛在沖突數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，所記錄的沖突數(shù)據(jù)包括發(fā)生沖突時(shí)兩架航空器的航班號(hào)、經(jīng)緯度、高度、沖突類型以及沖突發(fā)生的時(shí)間.全天共探測(cè)出潛在沖突10 321對(duì).其中沖突的類型根據(jù)航空器航向之間的夾角以及飛行狀態(tài)分為了18類，如表2所示.

4.2 沖突數(shù)據(jù)分布

在探測(cè)出的所有潛在沖突中：同向沖突有2 562個(gè)，逆向沖突6 449個(gè)，交叉沖突1 310.三種類型的沖突比例如圖4(A)所示，各個(gè)沖突類型的數(shù)量如圖4(B)所示.從中可以看出逆向沖突為航路飛行的主要沖突.類型7、類型8、類型9的沖突次數(shù)相對(duì)較多，而類型11和類型12相對(duì)較少，可見(jiàn)逆向沖突主要發(fā)生在正在爬升的航空器與爬升、巡航、下降航空器之間的沖突.其中類型10的沖突數(shù)量為0，這是因?yàn)槲覈?guó)在配備巡航高度層時(shí)采取“東單西雙”的策略，因此逆向巡航的航班至少存在300 m的巡航高度差，故不存在沖突；對(duì)于同向沖突而言，主要是由于不同航空器之間速度差異引起的，因此各類型沖突分布相對(duì)平均；交叉沖突主要發(fā)生在兩條甚至多條航路交叉或者匯聚的情形下，其中同高度層巡航航空器之間的沖突數(shù)量最多，進(jìn)場(chǎng)匯聚航班之間的沖突最少.

(A) (B)圖4 各類沖突的比例

圖5為全國(guó)一天航班運(yùn)行的潛在沖突數(shù)量隨時(shí)間的變化情況，從圖中可以看出沖突在0～7時(shí)之間數(shù)量非常少，7～8時(shí)數(shù)量開(kāi)始有所上升，并在8～9時(shí)陡升達(dá)到峰值，從10時(shí)～22時(shí)之間數(shù)量趨于穩(wěn)定，從22～24時(shí)開(kāi)始下降.航空器沖突的數(shù)量從另一方面反映了我國(guó)空域中正在執(zhí)行飛行任務(wù)的航空器總數(shù)，該沖突分布與航班運(yùn)行峰谷分布基本契合.

圖5 沖突數(shù)量隨時(shí)間的變化圖

在空中交通實(shí)際運(yùn)行中，每個(gè)管制員負(fù)責(zé)自己所管轄扇區(qū)的沖突調(diào)配.沖突調(diào)配的頻繁程度是反映扇區(qū)管制員負(fù)荷的一個(gè)重要指標(biāo)，由于每個(gè)扇區(qū)的地理位置分布，其繁忙程度各不相同.本文根據(jù)實(shí)際扇區(qū)數(shù)據(jù)將我國(guó)空域分成了125扇區(qū)，如圖6粉色區(qū)域所示，從圖中可以看出我國(guó)西部地區(qū)以及東北部地區(qū)扇區(qū)劃設(shè)空域范圍較大，東部以及南部地區(qū)相對(duì)較小.這側(cè)面反映了空域使用的頻繁程度，扇區(qū)劃設(shè)的越小說(shuō)明該區(qū)域的空域使用越頻繁.

本文對(duì)仿真過(guò)程中各扇區(qū)的沖突數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，選取了20個(gè)易沖突扇區(qū)，如表3所示.圖6中藍(lán)色○為所有沖突的坐標(biāo)分布，紅色×為易沖突扇區(qū)的沖突坐標(biāo)分布.從圖中可以看出發(fā)生沖突地理位置呈現(xiàn)不均勻的分布，易沖突扇區(qū)主要分布在空域結(jié)構(gòu)復(fù)雜，航路縱橫的華東、中南、以及北京地區(qū).扇區(qū)全天的沖突數(shù)量反映該扇區(qū)的繁忙程度，可以為作為評(píng)價(jià)管制員工作負(fù)荷的一個(gè)重要指標(biāo)，并指導(dǎo)更加合理的扇區(qū)劃設(shè).

圖6 易沖突扇區(qū)分布

表3 易沖突扇區(qū)及其沖突數(shù)量

序號(hào)扇區(qū)名稱沖突數(shù)量序號(hào)扇區(qū)名稱沖突數(shù)量1廣州12扇84811貴陽(yáng)04扇3072長(zhǎng)沙01扇49812鄭州01扇2893武漢02扇48813北京06扇2824鄭州02扇42814北京04扇2665南昌02扇41615青島02扇2646廣州09扇40416南昌01扇2527武漢01扇36017廣州05扇2198合肥01扇35318上海09扇2189長(zhǎng)沙02扇31919合肥02扇21010成都01扇30720上海01扇203

4.3 沖突場(chǎng)景識(shí)別

相對(duì)于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家而言，我國(guó)城市對(duì)之間的飛行路線相對(duì)單一，這就導(dǎo)致了在實(shí)際飛行過(guò)程中，各航路之間的流量分布不均勻.因此，當(dāng)同一航路有數(shù)架航班同時(shí)飛行時(shí)，由于航班之間的速度差異或者高度之間的穿越，易發(fā)生飛行沖突.本文綜合沖突數(shù)據(jù)、飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)、導(dǎo)航數(shù)據(jù)、以及航路數(shù)據(jù)，對(duì)航班沖突時(shí)所在的航路進(jìn)行提取，并統(tǒng)計(jì)了各航路的沖突數(shù)量，針對(duì)同向和逆向沖突各選取了10條典型易沖突航路，如表4所示.航路的沖突數(shù)量反映了該航路的繁忙程度，可以作為航路網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與規(guī)劃的一個(gè)重要指標(biāo).

表4 同向及逆向易沖突航路

同向逆向航路名稱沖突數(shù)量航路名稱沖突數(shù)量R343260A461921A461150R343729B20890H24543G20481B330348H2480B213331G22179B208265A47073A599211B21367A470208B33066A588174A59955A593172

針對(duì)交叉沖突，我們對(duì)易發(fā)生交叉沖突的場(chǎng)景進(jìn)行了識(shí)別，具體如表5 所示.圖7選取表中4個(gè)典型的交叉沖突場(chǎng)景，圖7(A)為航路G586與航路R343在MAMSI交叉的場(chǎng)景；圖7(B)為航路

A470航路與航路H2在XLN點(diǎn)匯聚的場(chǎng)景；圖7(C)為航路H24，H46，H18三條航路在KNH點(diǎn)交叉的場(chǎng)景；圖7(D)為B208，W50，H2，R343，W127等多條航路在HFE點(diǎn)交叉匯聚的場(chǎng)景.

表5 交叉沖突易發(fā)生場(chǎng)景

交匯航路名稱沖突航路點(diǎn)沖突數(shù)量B208，W50，H2，R343，W127HFE66H24，H46，H18KHN55R343，G586MAMSI47W46，W138，R343，H24LLC38A470，H2XLN36A461，B208，H14ZHO32X72，H18，H2，J48，H22，J47DO28B330，W3，H24，J513，H19KWE27H2，A599P21520A593，R343VMB19

圖7 典型交叉沖突場(chǎng)景

5 結(jié) 語(yǔ)

本文介紹了基于多Agent仿真的沖突場(chǎng)景識(shí)別方法，利用構(gòu)建的多Agent仿真系統(tǒng)，模擬全國(guó)一天的航班的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)管制員Agent記錄的沖突數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，研究我國(guó)航班運(yùn)行過(guò)程中沖突的分布規(guī)律并識(shí)別出潛在的沖突場(chǎng)景.未來(lái)可以在多Agent的仿真系統(tǒng)加入航空器地面滑行軌跡生成算法，實(shí)現(xiàn)航空器“門到門”的全過(guò)程運(yùn)行，并引入Agent領(lǐng)域中BDI的概念，開(kāi)發(fā)出更貼近于人的思維過(guò)程的Agent.

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Identification of conflict scenarios based on multi-agent simulation

LIN Ying-da, SUI Dong, CAI Shu-ying

(Air Traffic Control Operation and Safety Research Laboratory, School of Civil Aviation,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 211106, Jiangsu)

This paper described the approach for creating a multi-agent based simulation system using JADE platform and Java language which can simulate whole day air traffic operation in China. Three kinds of agents were created to support the air traffic simulation. They are aircraft agent, ATC automation systems agent and air traffic controller agent. Wind data were modeled in the system result in accurate trajectory predictions. Through data mining the conflict data of whole day operation recorded by the air traffic controller agent, it is obvious that the vulnerable sectors mainly located in the east and south-central of China. Route R343 and A461 were easy to spell conflicts during the operation. The analysis result can be used to support the air route network planning, sector division and optimization of flight plan, which has a very practical significance and necessity.

multi-agent system; distributed simulation; conflict detection; identification of conflict scenarios

2016-09-11.

南京航空航天大學(xué)研究生創(chuàng)新基地(實(shí)驗(yàn)室)開(kāi)放基金項(xiàng)目(kfjj20150702)

林穎達(dá)(1991-)，男，碩士，研究方向：空中交通運(yùn)行仿真及分析.

TP241.3

A

1672-0946(2017)03-0363-08