南京航空航天大学学报

作者：温瑞英，何家兴，刘文瀚，王红勇

单位：中国民航大学空中交通管理学院，天津 300300；,中国民航大学空中交通管理学院，天津 300300；,中国民航大学空中交通管理学院，天津 300300；,中国民航大学空中交通管理学院，天津 300300；

关键词：航空运输;编队飞行;路径规划;尾涡流场;空中走廊;鲸鱼优化算法

编队飞行可以有效减少飞机运行成本，增加空域容量。以三机编队为研究对象，首先确定了3号机在编队中的危险区域和最优位置。然后基于飞机性能和粒子群算法，提出了不改变1号和2号机路径的3号机编队方案，揭示了3号机起降机场位置对编队集结点、分离点的影响规律。最后以霍夫变换和DBSCAN（Density-based spatial clustering of application with noise）聚类算法处理大圆航线，得到作为初始解的空中走廊，然后使用鲸鱼优化算法进行优化，并建立辅助走廊，为大规模编队路径规划问题提供了可行的方案。研究表明：3号机与1号机的纵向距离为6 000 m时，3号机的编队最优位置在横向距离-57 m或114 m处，3号机的最优位置受到1号机和2号机质量的影响；当3号机起飞机场或着陆机场与编队航线所在大圆的距离不变时，最优集结角或最优分离角基本不变。以827个跨太平洋航班为例，通过霍夫变换和DBSCAN聚类，得到了5条空中走廊。在起飞和着陆机场与空中走廊的距离阈值为300 km时，可使用走廊的航班百分比达到了54.17%。经过鲸鱼算法的优化，百分比增加至64.33%。

来源：2025年第6期

《南京航空航天大学学报》期刊编辑部

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