Математическая модель и применение алгоритма A-star для оптимизации маршрутов ОВД в воздушном пространстве районного диспетчерского центра Хошимина
https://doi.org/10.51955/2312-1327-2025-1-64
Аннотация
Оптимизация сети маршрутов обслуживания воздушного движения (ОВД) является эффективным способом совершенствования структуры воздушного пространства (ВП), увеличения пропускной способности (ПС) ВП и снижения перегруженности воздушного движения. В данной статье представлены математическая модель и метод оптимизации сети маршрутов ОВД на основе алгоритма A-star применительно к ВП районного диспетчерского центра (РДЦ) Хошимина. ВП РДЦ Хошимина (одного из двух ВП РДЦ во Вьетнаме) занимает одно из ведущих мест по размеру и загруженности среди ВП РДЦ Юго-Восточной Азии. Целевая функция модели предназначена для минимизации общей протяженности каждого маршрута ОВД в исследуемом ВП путем систематического решения конкретных ограничений и предполагает оптимизацию пространственной конфигурации маршрутов ОВД для обеспечения максимально эффективного прохождения в пределах заданных параметров. Результаты расчетов демонстрируют потенциал предложенного подхода в увеличении ПС, снижении перегрузок воздушного движения и эксплуатационных расходов, сохраняя требуемый уровень безопасности.
Об авторах
Нгок Хоанг Куан Нгуен
Московский государственный технический университет гражданской авиации; Вьетнамская авиационная академия
Вьетнам
Вьетнам
Нгуен Нгок Хоанг Куан, аспирант
Кронштадтский б-р, д. 20, Москва, 125493, Россия;
104 ул. Нгуен Ван Чой, квартал 8, район Фу Нюан, Хошимин, Вьетнам
В. Н. Нечаев
Московский государственный технический университет гражданской авиации
Россия
Россия
Владимир Николаевич Нечаев, кандидат исторических наук, доцент
Кронштадтский б-р, д. 20, Москва, 125493, Россия
В. Б. Малыгин
Московский государственный технический университет гражданской авиации
Россия
Россия
Вячеслав Борисович Малыгин, соискатель
Кронштадтский б-р, д. 20, Москва, 125493, Россия
Список литературы
1. Гаракоев А. М. Формирование программных траекторий движения летательного аппарата при аэрогеофизической съемке / А. М. Гаракоев, А. И. Гладышев // Проблемы управления. 2023. № 4. С. 38-47. DOI 10.25728/pu.2023.4.4. EDN FITCAK.
2. Костин А. С. Исследование моделей и методов маршрутизации и практического выполнения автономного движения беспилотными транспортными системами для доставки грузов / А. С. Костин, Н. Н. Майоров // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. 2023. Т. 15, № 3. С. 524-536. DOI 10.21821/2309-5180-2023-15-3-524-536. EDN SBJQBU.
3. Нгуен Т. Л. Ф. Разработка методики идентификации и разрешения конфликтных ситуаций при оперативном планировании четырехмерной траектории полета / Т. Л. Ф. Нгуен, Е. С. Неретин, Н. М. Нгуен // Crede Experto: транспорт, общество, образование, язык. 2024. № 2. С. 77-95. DOI 10.51955/2312-1327_2024_2_77. EDN SCSVDZ.
4. Неретин Е. С. Анализ взаимодействия человека и влияния погоды на прогнозирование траектории самолета с помощью искусственного интеллекта / Е. С. Неретин, Т. Л. Ф. Нгуен, Н. Х. К. Нгуен // XIX Научно-техническая конференция по авиации, посвященная памяти Жуковский Н.Э. Москва, 2022. С. 85-89. DOI 10.1109/TSCZh55469.2022.9802458.
5. Румянцев Б. В. Алгоритм построения траектории движения беспилотных аппаратов для мониторинга состояния сельскохозяйственных полей / Б. В. Румянцев, С.В. Прокопчина, А.А. Кочкаров // Известия ЮФУ. Технические науки. 2024. № 1. С. 77-88. DOI 10.18522/2311-3103-2024-1-77.
6. Самохина М. А. Построение карты локально оптимальных путей управляемого подвижного объекта в конфликтной среде при переходе из точки в точку / М. А. Самохина, А. А. Галяев // Проблемы управления. 2024. № 1. С. 90-102. DOI 10.25728/cs.2024.1.8. EDN KAJQCZ.
7. Хоанг Куан Н. Н. Предложения по проектированию организации воздушного пространства секторов ОВД районного диспетчерского центра Хошимина с целью повышения его пропускной способности / Н. Н. Хоанг Куан, В. Н. Нечаев // Научный Вестник МГТУ ГА. 2024. Т. 27, № 3, С. 50-66. DOI: 10.26467/2079-0619-2024-27-3-50-66. EDN AXEFBG.
8. Храмов А. А. Оптимизация траекторного движения первой ступени авиационно-космической системы // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2024. Т. 23, № 1. С. 80-92. DOI 10.18287/2541-7533-2024-23-1-80-92. EDN TBEUCB.
9. Air traffic controller workload level prediction using conformalized dynamical graph learning / Yu. Pang, Ju. Hu, Ch. S. Lieber [et al.] // Advanced Engineering Informatics. 2023. Vol. 57. P. 102113. DOI 10.1016/j.aei.2023.102113. EDN AYITCI.
10. Bombelli A. (2020). Analysis of the air cargo transport network using a complex network theory perspective / A. Bombelli, B. F. Santos, L. Tavasszy // Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review. 2020. vol. 138. pp. 101. DOI 10.1016/j.tre.2020.101959.
11. Clothoid-Based Path Planning for a Formation of Fixed-Wing UAVs / L. Blasi, E. D'amato, I. Notaro, G. Raspaolo // Electronics. 2023. Vol. 12, No. 10. P. 2204. DOI 10.3390/electronics12102204. EDN RASTRZ.
12. Detecting delay propagation in regional air transport systems using convergent cross mapping and complex network theory / Zh. Guo, M. Hao, B. Yu, B. Yao // Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review. 2022. Vol. 157. P. 102585. DOI 10.1016/j.tre.2021.102585. EDN ERLPGK.
13. Ekrami Kivaj A. Spacecraft reentry trajectory optimization by heuristic optimization methods and optimal control theory / A. Ekrami Kivaj, A. Basohbat Novinzadeh, F. Pazooki // International Journal of Dynamics and Control. 2023. Vol. 11, № 3. P. 1132-1141. DOI 10.1007/s40435-022-01033-0. EDN DSTWIG.
14. Ntakolia Ch. A n−D ant colony optimization with fuzzy logic for air traffic flow management / Ch. Ntakolia, D. V. Lyridis // Operational Research. 2022. Vol. 22, № 5. P. 5035-5053. DOI 10.1007/s12351-021-00686-7. EDN FXGPQF.
15. Optimal control based coordinated taxiing path planning and tracking for multiple carrier aircraft on flight deck / X. W. Wang, H. Ju. Peng, J. Liu [et al.] // Defence Technology. 2022. Vol. 18, № 2. P. 238-248. DOI 10.1016/j.dt.2020.11.013. EDN CLKUHX.
16. Optimization of an aircraft flight trajectory in the GLONASS dynamic accuracy field / O. N. Skrypnik, E. E. Nechaev, N. G. Arefyeva, R. O. Arefyev // Civil Aviation High Technologies. 2019. Vol. 22, № 5. P. 19-31. DOI 10.26467/2079-0619-2019-22-5-19-31. EDN LOFFYQ.
17. UAV Trajectory Optimisation in Smart Cities Using Modified A* Algorithm Combined With Haversine and Vincenty Formulas / A. Andreou, C. X. Mavromoustakis, J. M. Batalla [et al.] // IEEE Transactions on Vehicular Technology. 2023. Vol. 72, № 8. P. 9757-9769. DOI 10.1109/tvt.2023.3254604. EDN KKENBC.
18. Van Rossum G. Python 3 Reference Manual / G. Van Rossum, F. L. Drake. USA: CreateSpace, Scotts Valley, CA, 2009. 244 p.
19. Zwick M. Sensor-Model-Based Trajectory Optimization for UAVs to Enhance Detection Performance: An Optimal Control Approach and Experimental Results / M. Zwick, M. Gerdts, P. Stütz // Sensors. 2023. Vol. 23, № 2. P. 664. DOI 10.3390/s23020664. EDN VWWPPL.
Рецензия
Для цитирования:
Нгуен Н., Нечаев В.Н., Малыгин В.Б. Математическая модель и применение алгоритма A-star для оптимизации маршрутов ОВД в воздушном пространстве районного диспетчерского центра Хошимина. Crede Experto: транспорт, общество, образование, язык. 2025;(1):64-85. https://doi.org/10.51955/2312-1327-2025-1-64
For citation:
Nguyen N., Nechaev V.N., Malygin V.B. Mathematical model and application of the A-star algorithm to optimize ATS routes in the area control center Ho Chi Minh airspace. Crede Experto: transport, society, education, language. 2025;(1):64-85. (In Russ.) https://doi.org/10.51955/2312-1327-2025-1-64
Просмотров:
8
JATS XML
Послать статью по эл. почте 