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Enregistrement W3135245267 · doi:10.1017/aer.2020.138

New flight trajectory optimisation method using genetic algorithms

2021· article· en· W3135245267 sur OpenAlexaff
Radu Ioan Dancila, Ruxandra Mihaela Botez

Notice bibliographique

RevueThe Aeronautical Journal · 2021
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueAir Traffic Management and Optimization
Établissements canadiensÉcole de Technologie SupérieureUniversité du Québec à Montréal
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésComputer scienceTrajectoryGridFlight planTrajectory optimizationControl theory (sociology)AlgorithmMathematical optimizationSimulationReal-time computingMathematicsOptimal controlArtificial intelligence

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract This paper presents a new flight trajectory optimisation method, based on genetic algorithms, where the selected optimisation criterion is the minimisation of the total cost. The candidate flight trajectories evaluated in the optimisation process are defined as flight plans with two components: a lateral flight plan (the set of geographic points that define the flight trajectory track segments) and a vertical flight plan (the set of data that define the altitude and speed profiles, as well as the points where the altitude and/or speed changes occur). The lateral components of the candidate flight plans are constructed by selecting a set of adjacent nodes from a routing grid. The routing grid nodes are generated based on the orthodromic route between the flight trajectory’s initial and final points, a selected maximum lateral deviation from the orthodromic route and a selected grid node step size along and across the orthodromic route. Two strategies are investigated to handle invalid flight plans (relative to the aircraft’s flight envelope) and to compute their flight performance parameters. A first strategy is to assign a large penalty total cost to invalid flight profiles. The second strategy is to adjust the invalid flight plan parameters (altitude and/or speed) to the nearest limit of the flight envelope, with priority being given to maintaining the planned altitude. The tests performed in this study show that the second strategy is computationally expensive (requiring more than twice the execution time relative to the first strategy) and yields less optimal solutions. The performance of the optimal profiles identified by the proposed optimisation method, using the two strategies regarding invalid flight profile performance evaluation, were compared with the performance data of a reference flight profile, using identical input data: initial aircraft weight, initial and final aircraft geographic positions, altitudes and speed, cost index, and atmospheric data. The initial and final aircraft geographic positions, and the reference flight profile data, were retrieved from the FlightAware web site. This data corresponds to a real flight performed with the aircraft model used in this study. Tests were performed for six Cost Index values. Given the randomness of the genetic algorithms, the convergence to a global optimal solution is not guaranteed (the solution may be non-optimal or a local optima). For a better evaluation of the performance of the proposed method, ten test runs were performed for each Cost Index value. The total cost reduction for the optimal flight plans obtained using the proposed method, relative to the reference flight plan, was between 0.822% and 3.042% for the cases when the invalid flight profiles were corrected, and between 1.598% and 3.97% for the cases where the invalid profiles were assigned a penalty total cost.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,010
Score d'incertitude au seuil0,019

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,022
Tête enseignante GPT0,258
Écart entre enseignants0,237 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations23
Publié2021
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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