智能仿真电梯模拟系统课程设计报告

机场起飞降落调度仿真系统

课程设计报告

控制科学与工程系

自动化0902班

组长：朱时中U200914293

组员：闫士杰U200914292

目录

一、引言

二、任务概述

三、功能分析

四、模块分析

五、函数介绍

六、系统流程图

七、程序代码

一、引言

1.1课题要求

模拟机场飞机起飞、降落，以及空中交通调度，具有动画仿真效果。

1.2应用背景

目前在中国经济高速发展时期，飞机已经成为了人们不可缺少的交通工具。而机场作为飞机起飞与降落的大型枢纽，其作用更是不可小视。机场的运行效率直接关系到了航班准点高效的运行。而机场的调度系统更是保证机场可以高效率运行的核心。

本机场仿真系统可以在用户给定单位时间内需要起飞，中转，降落的飞机数量和机场跑道的数量的情况下动画模拟飞机场的运行状况，在模拟结束以后统计机场处理各种飞机用户可以根据飞机场的模拟情况来判断机场的容纳能力，并以此为参考得到不同机场最佳的运行状态。

二、功能分析

仿真运行模块

用户在选择仿真模式和输入参数确定后即进入程序的仿真运行模块。此仿真界面下的机场主画面如图所示

。机场主界面图形及注释

1．机场

整个机场一共分为三大区域：空中等待区，地面等待区和跑道区。其中空中等待区和地面等待区为系统默认的分为了6个区域，而跑道区的跑道数量可以由用户在0条和3条间自由选择。区域内各个子区域的位置和编号如图所示。

我们这里用的各个区域用的是同一种结构的结构体struct area，期中根据了各种区域的不同功能对结构体的数据加以利用使之得到了不同的实现。

空中等待区（Waitair）：空中的飞机在没有分配到机场跑道的区域时在空中等待区里进行盘旋等待。

地面等待区（Waitland）：处于地面暂时没有分配到跑道的飞机会停留在地面等待区地面等待区内若用飞机正在停留则会在区域内部用淡蓝色高亮显示。

机场地面等待区

跑到区（Runway）：飞机起飞和降落的区域。跑道两边的灯会根据跑道的使用状态改变颜色。若有飞机正在使用跑道则显示为红色；若跑道已经预定给某架飞机使用则显示为黄色；若跑道为被飞机预定使用则显示为绿色。

机场跑道

2．飞机

本模拟系统中的飞机一共有三种，他们分别为中转的飞机，降落的飞机和起飞的飞机。

中转飞机（TRANS）：颜色为红色。拥有最高的优先级。中转的飞机定义从画面的左上方生成，使用的空中等待区为0-2号等待区。中转的飞机主要完成的动作是降落，地面中转和起飞。其中地面中转的过程是让中转飞机在地面等待区停留一会而模拟实现的，可以使用地面上任意的等待区。模拟过程中没有考虑中转过程的时间而假定飞机瞬间中转完成。

降落飞机（ARRIVE）：颜色为白色。优先级为中等。降落的飞机定义从画面的右上方生成，使用的空中等待区为3-5号。其主要完成的动作是降落和从地面进入停机坪离场。

起飞飞机（DEPART）:颜色为绿色。优先级为最低。起飞的飞机定义从画面的右下方生成。其主要完成的动作是地面等待和起飞。起飞的飞机可以使用地面任意的等待区。

3．模拟过程

模拟的动画采用换页的方式实现。其中核心的部分是飞机坐标点的计算模块和处理飞机起飞降落请求的模块。

机场模拟仿真过程示意图

机场飞机坐标运算模块(do_xy):此模块根据飞机目前的正处于的运行状态（飞机结构体中的process参数）计算飞机在下一时刻的坐标位置。

处理飞机起飞降落请求模块（do_pd）：此模块在每次计算完飞机坐标后检索跑到区的使用状态。若跑道未被使用则检测空中和地面等待区中的0号和3号子区域（可以发送降落起飞请求的区域）看是否有需要处理的飞机。若有不止一架飞机需要处理，则按照一定的规则选出应该先处理的飞机。总体选择的规则是：空

中的飞机优先于地面；飞机的等待时间不能过长；地面等待区不能填满。