空管运行智能服务的基础理论与关键技术研究

由于空中交通越来越复杂和繁忙，管制人员运行服务的工作负荷和难度不断加大，迫切需要通过研究空管运行智能服务的理论与技术，实现对管制人员智能服务行为的模拟、延伸和扩展。本项目从管制人员智能服务的过程和行为入手，对空管运行智能服务的基础理论和关键技术进行研究，探索建立其机器智能实现的体系架构。本项目开展五个方面的研究：空管运行智能服务体系架构的建模仿真；空管运行态势智能识别与预测的理论方法；空管运行智能决策与优化的理论方法；空管运行智能信息服务的关键技术；空管运行智能服务仿真系统的开发与验证。本项目的研究，将推动自主创新的空管运行智能服务系统与软件的研制，为减轻管制人员的工作负荷、保证空中交通安全有序运行，适应我国空中交通持续快速发展的需要，提供切实有效的支持工具；并将有助于实现在新一代空中交通管理系统智能服务理论上的一个突破，提升我国空管科技研究的理论水平和学术层次。

由于空中交通越来越复杂和繁忙，管制人员运行服务的工作负荷和难度不断加大，迫切需要通过研究空管运行智能服务的理论与技术，实现对管制人员智能服务行为的模拟、延伸和扩展。中国民航大学徐肖豪教授领导的课题组，在国家自然科学基金重点项目“空管运行智能服务的基础理论与关键技术研究（编号：61039001）”资助下，从智能服务体系建模、运行态势智能识别与预测、智能决策与优化、智能信息服务关键技术、智能仿真系统开发验证五方面开展深入研究，并重点研究了拥挤态势的智能识别、基于知识经验的决策技术和智能服务系统的应用等难点问题。项目研究有助于建立空管运行智能服务的理论与技术，推动实现空中交通智能应用研究领域的突破。. 该项目主要研究成果：. 1.智能体系架构方面：建立了五边进近调配和机场场面运行的过程行为模型；建立了基于Agent的机场停机位分配和滑行避让系统的体系架构；提出了带距离约束和时延的多Agent编队方法。. 2.态势识别与预测方面：研究了空管运行拥挤态势和复杂态势特征分析，提出了拥挤态势与复杂态势智能识别方法；建立了拥挤态势和冲突态势的智能预测方法。. 3.智能决策与优化方面：构建了基于强化学习的超启发式冲突解脱优化算法；提出了基于仿生学理论（人工蜂群算法、协同遗传算法、GA-SWO算法等）的空管运行排序和冲突解脱的智能优化模型与算法；提出了基于知识经验的空管运行冲突解脱智能决策方法；建立了基于多Agent博弈、改进优先级的空管运行排序智能决策方法。. 4.智能信息服务技术方面：研究了航空电报、空管雷达和航行情报等多源异构数据的结构，建立了基于服务组件的空管数据集成智能接口模型，提出了空管信息一致化处理的航班对象构造技术。. 5.仿真实验系统开发方面：研制了基于Multi-Agent理论的空管智能仿真实验系统、雷达管制智能运行仿真实验系统，研制的空管运行风险智能监测服务系统已在民航华东空管局厦门空管站得到应用。. 上述研究成果，共发表学术论文96篇，其中SCI收录2篇，EI收录28篇；著作1本； 申请发明专利8项（授权1项），申请软件著作权7项（授权7项）；培养博士10名（毕业5名），硕士32名（毕业24人）；参与组织国内外空管学术会议5次；邀请国外专家交流7人次，国内专家交流16人次；参加国内外空管学术交流101人次。