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[发明专利]一种基于粒子群算法的无人机无冲突四维航迹规划方法-CN202310787050.8在审
发明人：刘杨;蒲钒;朱永文;周忠华;唐治理;王长春 -专利权人：中国人民解放军93209部队
申请日： 2023-06-29 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于粒子群算法的无人机无冲突四维航迹规划方法，属于空中交通管理领域；首先输入无人机群体无冲突四维航迹规划的约束条件，生成初始航迹；基于粒子群算法对融合运行区域内无人机群体进行无冲突航迹优化，并判断是否存在冲突，如果否，则输出无冲突最优航迹规划集合；如果是，则基于延迟起飞时间算法进一步实现无人机群体的冲突解脱，并判断是否存在冲突，如果否，则输出最优化航迹集合和最优起飞时间；如果是则通过增加航路点到航迹的方法再次实现无人机群体冲突解脱，判断是否存在冲突，如果否，则输出航路点的最优化坐标和航迹参数；如果是，则重复粒子群算法；本发明快速实现了无人机群体无冲突四维航迹规划。
一种基于粒子算法无人机冲突航迹规划方法

[发明专利]一种多气象条件下的航空器所需到达时间控制方法-CN202310737750.6在审
发明人：蒲钒;朱永文;刘杨;王长春;唐治理;周忠华 -专利权人：中国人民解放军93209部队
申请日： 2023-06-20 - 公布日： 2023-09-01 - 主分类号： G08G5/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种多气象条件下的航空器所需到达时间控制方法，属于空中交通管理领域；具体为：首先建立基于总能量方程的航空器性能预测模型，基于最小二乘法估计航空器未来各航迹点的真空速度；其次对GRIB气象报源数据进行解析插值，预测出飞机所处航路点位置/高度的高空风速，并对航空器真空速度进行矢量运算修正，得到航空器在该航路点的地速值；接着，设计航空器速度调整控制律，迭代解算该控制律作用下的预计到达时间，当与所需到达时间之间的误差满足阈值要求或其他停止条件时对应的调整速度，即为航空器实现定时到达的目标速度。本发明能够为支持四维航迹运行的机载飞行管理系统与综合航电系统的研制提供技术支持。
一种气象条件下航空器到达时间控制方法

[发明专利]一种基于空域网格的无冲突航路规划方法-CN202310477933.9在审
发明人：王长春;朱永文;唐治理;蒲钒;刘杨;周忠华 -专利权人：中国人民解放军93209部队
申请日： 2023-04-28 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： G01C21/20 文献下载
摘要：本发明提出一种基于空域网格的无冲突航路规划方法，涉及路径规划领域；具体为：首先，飞行器部署机载平台，收集四维航迹数据，将飞行起点、终点和障碍物信息发送给航路规划模块；航路规划模块依据每个时间片上不同的三维空间的坐标关系，构建出四维时空的空域网格。然后，在空域网格的基础上，依据强化学习迭代计算四维时空通行价值图；并从通行价值图中选择一条成本最小的无冲突路径，输送到路径平滑模块中；由路线平滑算法根据飞行器的物理特征与动力学特性对路线控制点序列进行平滑，最后将平滑后的结果发送到机载平台，机载平台按照该路线控制飞行器的飞行。本发明通过价值迭代网络推导通行价值图，大大降低了系统运行时间，提高了实效性。
一种基于空域网格冲突航路规划方法

[发明专利]一种构建局部空域网格剖分及其坐标转换的方法-CN202310345845.3在审
发明人：朱永文;刘杨;蒲钒;唐治理;王长春;周忠华 -专利权人：中国人民解放军93209部队
申请日： 2023-04-03 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： G08G5/00 文献下载
摘要：本发明提出了一种构建局部空域网格剖分及其坐标转换的方法，属于空中交通管理领域；具体步骤为：首先，采用世界大地测量系统的参考基准，依照1:100万航图分幅，将纬度[‑88°,+88°)区间进行均等网格划分，建立局部网格坐标系；然后，将局部网格划分为4个层级，根据纬度对一级球面划分间隔时进行合幅处理，得到纬度差固定、经差变化的变经纬度网格；接着，选定任意目标其经纬度坐标(L,B)，利用局部坐标系网格编码a‑bc‑d，计算网格编码的局部网格坐标系的原点坐标最后，利用局部网格坐标系的原点坐标分别计算每个层级的网格位置编码标识符IDr以及各层级的网格坐标原点经纬值。本发明能构建网格位置编码与地理经纬坐标的相互转换，提高了空域资源和空中交通管理设施的利用率。
一种构建局部空域网格及其坐标转换方法

[发明专利]基于模糊综合评价模型的航路网络拥挤态势评估方法-CN202310211041.4在审
发明人：朱永文;田文;张董一馨;蒲帆;周雪芳;唐治理;王家隆;王琦;李亚娟;彭瑛 -专利权人：中国人民解放军93209部队;南京航空航天大学;中国电子科技集团公司第十五研究所
申请日： 2023-03-07 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： G06Q10/0639 文献下载
摘要：本发明涉及航空运输领域，具体涉及一种基于模糊综合评价模型的航路网络拥挤态势评估方法，本方法包括如下步骤：获取航路网络内航班运行历史数据；建立航路网络拥挤态势的因素集，并建立航路网络拥挤态势等级的评语集；采用层次分析法，计算因素集中各评价指标的权重，确定评价指标的因素权向量；建立单因素评价矩阵；基于因素权向量和单因素评价矩阵，建立模糊综合评价向量；根据最大隶属度原则，得到模糊综合评价结果。本基于模糊综合评价模型的航路网络拥挤态势评估方法可以快速有效评估航路网络拥挤态势，确定航路网络拥挤态势的变化趋势，以便于制定并实施科学的流量管理策略，避免大面积航班延误，提高飞行效率。
基于模糊综合评价模型航路网络拥挤态势评估方法

[发明专利]航路时空资源优化配置方法-CN202310211052.2在审
发明人：王琦;田文;李亚娟;李晓睿;王家隆;周雪芳;朱永文;蒲帆;唐治理;彭瑛 -专利权人：中国电子科技集团公司第十五研究所;南京航空航天大学;中国人民解放军93209部队
申请日： 2023-03-07 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： G08G5/00 文献下载
摘要：本发明属于航路交通分配技术领域，具体涉及一种航路时空资源优化配置方法。本航路时空资源优化配置方法包括：步骤S1：输入航路信息；步骤S2:采用FW算法求解系统最优配置方案，并输出引导信息；步骤S3:根据所述引导信息，求解最优出行方案；步骤S4：计算引导信息与最优出行方案之间的误差，若在预设范围内，则终止；否则，回到步骤S2。本发明采用基于Stackelberg博弈的交通分配模型获得最优配置方案中的各航段流量较均衡，处于一种平衡状态，能够避免航路资源配置不均问题，减轻空管与航空公司之间的矛盾。
航路时空资源优化配置方法

[发明专利]一种基于空域网格的航迹运行冲突解耦控制方法-CN202310281430.4在审
发明人：朱永文;刘杨;蒲钒;唐治理;王长春;周忠华 -专利权人：中国人民解放军93209部队
申请日： 2023-03-21 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G08G5/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于空域网格的航迹运行冲突解耦控制方法，属于航迹冲突检测与解脱领域；具体为：首先，在空域网格单元剖分与编码的基础上对目标空域进行划分，得到目标空域的网格单元集合，以及交通航迹的空域网格描述。然后，将时间段按照航空器进入不同网格单元的时间进行划分，得到时间节点集合，并建立时间节点与交通航迹网格单元之间的映射。接着，基于随机冲突网格算法实现空域网格节点的航迹冲突探测，并设定对应的冲突解脱策略；接着，构建空域网格被占用所需的成本函数，并利用差分进化算法求解得到冲突解脱后的航迹分布；重复直至目标空域网格集合内无风险冲突空域网格。本发明快速实现了大规模航班无冲突航迹规划。
一种基于空域网格航迹运行冲突控制方法

[发明专利]一种计算空域网格的空间几何关系的方法-CN202210078341.5有效
发明人：朱永文;刘杨;蒲钒;唐治理;王长春;柴保华 -专利权人：中国人民解放军93209部队
申请日： 2022-01-18 - 公布日： 2022-12-13 - 主分类号： G06T17/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种计算空域网格的空间几何关系的方法，属于空中交通管理领域；首先，针对目标空域A进行网格递归划分，用矩阵和位置编码分别描述；同时对目标空域内的各航班，根据各自飞往的不同空域网格单元，用矩阵和位置编码两种描述交通航迹；然后，将目标空域划分为“点”，“线”或“面”类空域；分别形成“点‑点”，“面‑面”，“线‑线”和“线‑面”空间几何关系；最后，对不同的空间几何关系进行判断，得到空域的包含、相交、邻接、穿越与距离等位置关系，为管控人员提供更直观的空域使用情况；本发明实现了利用逻辑集合运算的代数方法判定空域空间对象的几何关系，是构建数字化空域理论体系的重要突破。
一种计算空域网格空间几何关系方法

[发明专利]空域数字化栅格的无人机冲突探测方法、装置和存储介质-CN202210530252.X在审
发明人：谢华;朱永文;苏方正;尹嘉男;袁立罡;杨磊;羊钊;包杰;唐治理;王长春;蒲钒 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-05-16 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明提供了空域数字化栅格的无人机冲突探测方法、装置和存储介质，包括：建立空域离散剖分栅格模型；构建栅格编码规则和经纬度坐标与网格编码的转换关系；建立无人机安全保护区对空域内无人机进行网格化表达；建立坐标系将无人机的网格编码转化为坐标；利用GJK算法计算两个体块的闵可夫斯基差集；依据闵可夫斯基差集判断无人机是否发生冲突。通过将空域栅格编码与GJK算法进行结合，与传统成对坐标运算相比可以有效降低冲突探测复杂度，节约大量计算时间，有效提高无人机冲突探测效率，以满足空域内无人机快速实时的冲突探测需求。
空域数字化栅格无人机冲突探测方法装置存储介质

[发明专利]一种基于空地航迹信息共享的飞机位置预测方法-CN202111573107.1有效
发明人：蒲钒;朱永文;王长春;唐治理;柴保华;刘杨 -专利权人：中国人民解放军93209部队
申请日： 2021-12-21 - 公布日： 2022-09-20 - 主分类号： G08G5/00 文献下载
摘要：本发明提出了一种基于空地航迹信息共享的飞机位置预测方法，属于空中交管领域，包括：首先，在飞行计划阶段，地面管制中心获取管制范围内所有飞机的基础数据；针对单架飞机，预测生成该飞机的初始四维飞行航迹；起飞前准备阶段，飞机与地面管制中心建立空地数据链连接，并通过ADS‑C共享由机载系统计算的拓展飞行剖面数据，基于该数据对初始四维航迹进行修正，生成参考四维航迹；飞行过程中，地面管制中心同时接收来自飞机的ADS‑C和ADS‑B数据实现空地航迹一致性的判断，如果不满足一致性条件，利用最新的ADS‑C和ADS‑B数据对参考四维航迹进行动态修正，实现飞机预测位置的更新。本发明为支持四维航迹运行的空管自动化系统和管制辅助决策工具的研制提供技术支持。
一种基于空地航迹信息共享飞机位置预测方法

[发明专利]基于空域网格的飞机安全包络计算碰撞风险概率的方法-CN202111573101.4有效
发明人：刘杨;朱永文;唐治理;王长春;蒲钒;柴保华 -专利权人：中国人民解放军93209部队
申请日： 2021-12-21 - 公布日： 2022-07-22 - 主分类号： G06Q10/06 文献下载
摘要：本发明公开了基于空域网格的飞机安全包络计算碰撞风险概率的方法，属于空中交通管理领域；首先，构建不同型号飞机的安全包络，并选择适合的网格层级对目标空域进行划分；然后、计算每架飞机飞往每个网格单元的概率，得到飞机在各网格单元中的概率分布，进一步计算每个网格单元的模糊碰撞概率；接着，筛选出有飞行冲突的网格单元，进行更为精细的划分，得到安全包络重叠部分的单元集合，并对各网格单元中飞机之间的碰撞风险概率分布进行耦合，得到其对应的碰撞概率密度函数，最后通过对安全包络重叠部分积分得到飞机的风险碰撞概率。本发明极大地降低了碰撞概率计算的复杂度，减轻空域管理的负担，为未来空域的飞行冲突探测和预警提供了技术支撑。
基于空域网格飞机安全包络计算碰撞风险概率方法

[发明专利]一种基于空域网格的赋值方法-CN202111642058.2有效
发明人：朱永文;刘杨;蒲钒;王长春;唐治理;柴保华 -专利权人：中国人民解放军93209部队
申请日： 2021-12-29 - 公布日： 2022-06-28 - 主分类号： G08G5/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于空域网格的赋值方法，属于空中交通管理领域；具体为：首先，对目标空域进行网格递归划分；在t＝ta时刻针对目标空域的各个航空器，根据实时的飞行动态、气象信息和飞行计划，对各航空器在每个子网格的位置分别赋予参数，构成确定型网格赋值矩阵；同时，根据各航空器在飞行过程中存在的误差，建立概率型网格赋值矩阵，并对各航空器所在的实际子网格的概率进行赋值；最后，利用各航空器的确定型网格赋值矩阵和概率型网格赋值矩阵分别计算目标空域的复杂度、网格内飞行流量和碰撞概率，为空管提供参考数据；本发明以空域网格单元作为空间运动建模的基础底层框架，实现空域交通管理系统可视化、定量化和精确化。
一种基于空域网格赋值方法

[发明专利]一种测算异构混合起降机场容量的方法及装置-CN202110707461.2有效
发明人：王长春;蒲钒;朱永文;刘杨;朱晓辉;唐治理;李亚楠;李俊孜 -专利权人：中国人民解放军93209部队
申请日： 2021-06-24 - 公布日： 2022-03-15 - 主分类号： G06Q10/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种测算异构混合起降机场容量的方法与装置，属于机场容量控制技术领域。本发明从最优配置航空器起降时刻入手，采用遗传算法，针对包含有需要循环起降，且起降时刻调整区间较小的航空器混合起降的机场容量进行定量计算。通过设置优化目标和约束条件，确定遗传算法的各交叉算子、变异算子及选择算子，不断迭代取优，得到限定时间区间内，符合各项约束条件的异构混合起降机场最优容量。这克服了以往以不可用时间段或者容量损失比例的方式计算机场容量时，准确度不高的问题。
一种测算混合起降机场容量方法装置

[发明专利]基于深度卷积神经网络的空域运行复杂度评估方法-CN202011294477.7有效
发明人：谢华;张明华;陈海燕;朱永文;毛继志;葛家明;唐治理;王长春;蒲钒;袁立罡 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2020-11-18 - 公布日： 2022-03-11 - 主分类号： G06Q10/04 文献下载
摘要：本发明具体涉及一种基于深度卷积神经网络的空域运行复杂度评估方法其包括：抽取目标空域扇区的扇区动态交通数据，并进行空域运行复杂性等级标注；划定目标空域扇区的外接矩形，并进行网格化处理；构造多通道空中交通态势图像，并根据空域运行复杂性等级标注构建空中交通态势图像库；根据多通道空中交通态势图像构建空域运行复杂性分级网络模型；对空域运行复杂性分级网络模型进行训练；以及根据训练后的空域运行复杂性分级网络模型进行空域运行复杂性评估，实现了在不依赖复杂度相关特征的前提下以“端到端”的方式自动从原始数据中进行学习最相关的特征，从而辅助空域运行复杂性分级网络模型的建立，大大降低了空域复杂度评估的工作量和使用门槛。
基于深度卷积神经网络空域运行复杂度评估方法

[发明专利]终端区时序气象场景智能识别系统-CN202110116770.2有效
发明人：陈海燕;张东方;葛家明;袁立罡;唐治理;谢华;何巍巍 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2021-01-28 - 公布日： 2022-03-11 - 主分类号： G08G5/00 文献下载
摘要：本发明属于民航交通管制技术领域，具体涉及一种终端区时序气象场景智能识别系统，其包括：数据获取模块，获取目标终端区计算范围内天气避让区数据以及机场本场能见度数据；计算模块，定义并计算栅格化带权；数据集构建模块，形成时序RSI数据集与时序能见度数据集；相似度矩阵构建模块，构建气象场景相似度矩阵；以及识别模块，训练用于识别气象场景的谱聚类模型，以获取最终时序气象场景识别结果，实现了终端区气象场景识别不仅可以作为历史航班运行分析的基础支持，也可以在对流天气等气象影响下为实施空中交通流量管理策略提供决策依据，终端区气象场景识别有助于提高航班运行的安全性、减少航班运行的不正常性。
终端时序气象场景智能识别系统

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