一种考虑飞行轨迹不确定性的碰撞风险评估方法

摘要：

随着交通工具智能化与无人化的发展,交通系统的自动化管理成为一个必然趋势.而对于交通自动化管理系统,准确评估碰撞风险从而保证交通安全是一项关键技术.本文提出了一种基于碰撞概率计算的碰撞风险评估方法,以碰撞概率作为安全评估指标,帮助智能交通系统对碰撞风险进行精确控制.对具有不确定性的飞行轨迹之间的碰撞概率进行计算主要分为三个步骤,即数据预处理、建模与离散化、概率计算.首先,对飞行轨迹数据转换到相同的坐标系中,并且进行时间一致性处理.然后,根据插值间隔时间将飞行轨迹离散化成多个小段,在每个轨迹点上建立不确定性包围盒,并按照选定的安全距离分解成多个单元体.最后,使用离散化的包围盒模型计算瞬间状态碰撞概率作为对应离散时间段的碰撞概率,并根据条件概率公式进一步得到整个飞行时段的碰撞概率.理论分析与数值仿真结果表明该算法对插值间隔时间具有收敛性,并对安全距离的意义及其对碰撞概率计算结果的影响进行了分析.本文所提出的碰撞风险评估方法具有非常广阔的应用场景,只要选取合适的安全距离,该方法可以应用于各种对象类型的交通管理决策支持工具中,如航空宇航飞行器、地面无人驾驶车辆和自主式水下航行器,以实现对碰撞风险的精确控制.

关键词：碰撞风险、安全性评估、不确定性飞行轨迹

所属期刊栏目：51

分类号：TP391.9;U491.1;TP242

资助基金：国家自然科学基金61773031

在线出版日期：2021-05-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：469-479