基于危险天气不确定性的最小风险路径规划方法

摘要

为降低飞行过程中遭遇危险天气的概率，同时避免大范围绕飞导致的路径与耗油增加，针对航路中的雷暴、积冰和颠簸天气，使用数值预报和概率预报，面向航前飞行计划，提出一种基于危险天气不确定性的最小风险路径规划方法.首先，基于概率预报数据使用配料法和C-F模型计算雷暴发生概率，基于数值预报数据计算积冰预测指数和颠簸预测指数；然后，融合多类型危险天气，提出一种具备风险标识的栅格化地图；在此基础上，改进传统路径最短的规划算法，构建以风险最小化为目标的Dijkstra和A*算法；最后，使用2023年4月3日华中地区强对流天气预测数据建立风险地图，使用上述改进算法与传统Dijkstra、A*和RRT算法进行路径规划并对比分析.结果表明，传统Dijkstra和A*算法可计算得到最短飞行路径，而改进的A*算法可计算得到总风险最小路径；若综合考虑飞行风险与路径长度，改进的Dijkstra算法最为适合.

关键词

危险天气 / 概率预报 / 不确定性推理 / 飞行路径规划 / 风险最小化

基金资助

中央高校基本科研业务费专项资助项目（3122019130）