[发明专利]一种基于事件触发机制的流量管理系统异步滤波估计方法

说明书

本发明公开了一种基于事件触发机制的流量管理系统异步滤波估计方法。首先，通过采集各城市机场的飞机通勤流量和人流量数据，建立航空港流量管理系统的状态空间模型；然后，基于1范数不等式，建立一种具有加权的线性事件触发条件，减少中央处理器的计算负担，减低系统的设计和开发成本；其次，针对因传感器与其他物理器件老化和天气等不确定因素造成的异步现象，建立一种可以准确刻画这种异步现象的滤波器系统模型；再次，建立l₁‑增益指标函数，评估系统对天气、人流变化等外部干扰因素对航空港流量管理系统的干扰能力；最后，基于所建立的事件触发架构和性能指标函数，得到事件触发异步滤波器架构。

技术领域

本发明属于智慧城市中的智慧交通领域，涉及混合正系统的l₁-增益滤波方法、混合驱动滤波方法、异步滤波估计方法和航空港流量管理技术。

背景技术

随着科学技术的不断发展，人们出行方式日益多样化、出行体验不断优化。值得注意的是，飞机航线将不同城市、不同民族、不同国家、不同肤色的人们紧紧联系在一起。航线的大量出现一方面加强了地区之间的联系、促进了国家的发展，另一方面也给航空港的管理增加了工作负担，轻则造成飞机延误，重则导致航空港瘫痪。此外，现有的机场系统大都是本世纪初兴建，而越来越多的人选择飞机出行、航空港的流量与日俱增，这也给航空港管理系统的正常运行带来了诸多问题，如，客流量剧增而机场的吞吐量却有限。一些城市通过扩建升级现有航空港的设施来改善这一问题，还有一些城市直接建设新的航空港系统以满足客流需求。这种方法虽可以一定程度上解决航空港当前所面临的问题，但这一建设会付出巨大的经济代价，并且短期内不能够解决这些问题。于是，提出一种不仅可以从短期解决航空港面临的因人流增加出现的拥塞甚至瘫痪问题，还可以长期解决这些问题并确保航空港安全稳定的运行的基于事件触发机制的滤波估计方法显得十分必要。

航空港系统主要由飞行区、客货运输服务区和机修服务区三部分组成。本文针对整个系统的流量管理的运行状态进行相应的观测和估计。在流量管理系统的运行过程中，由于飞机的起降过程和人口流动过程会出现排队等候、天气变化等因素，并且这些过程不是瞬态完成，这就会造成航空港流量管系统的模态与所设计的滤波器、控制器和观测器的模态出现异步现象。这种异步现象降低设计的准确性和实时性，重则导致设计失效、不能达到预期的设计目的、破坏系统的稳定性。因此，提出一种可以解决具有异步现象的航空港流量管理系统的滤波估计方法亦是十分重要的。此外，现有的系统模型大都基于一般系统(非正系统)理论建立，而航空港系统的流量是一个非负变量，用一般系统建模刻画会造成系统冗余和相关的资源浪费。针对这些问题，基于正系统理论提出一种基于事件触发机制的航空港流量管理系统的异步滤波估计方法具有重要的意义。

发明内容

本发明针对具有传感器和执行器执行过程中遇到的时滞和系列不确定因素而产生的航空港流量管理系统模态和所设计的滤波器模态异步的运行状态监控与估计问题，尤其是飞机进出港过程中的拥塞问题，通过收集机场的飞行流量数据、分析与建模、异步滤波估计等手段，提出了一种基于事件触发机制的航空港流量管理系统的异步滤波估计方法。

一种基于事件触发机制的流量管理系统异步滤波估计方法，包括如下步骤：

步骤1，收集各城市机场的飞机通勤流量和人流量数据，建立航空港流量管理系统的状态空间模型；

步骤2，基于1范数方法，建立一种具有加权的线性事件触发条件，减少中央处理器的计算负担，减低系统的设计和开发成本；

步骤3，针对因传感器和物理器的异步现象，建立一种可以准确刻画这种异步现象的滤波器系统模型；

步骤4，建立l₁-增益指标函数，评估系统对航空港流量管理系统的干扰能力；

步骤5，基于所建立的事件触发架构和性能指标函数，设计事件触发异步滤波器架构。

作为优选，步骤1，收集各城市机场的飞机通勤流量和人流量数据，建立航空港流量管理系统的状态空间模型，具体步骤如下：