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美国自从在大型运输机上安装了空中交通防撞系统(TCAS)就很少出现大型运输机之间的空域碰撞事件了,然而,在通用航空飞机上通常并没有安装交通防撞系统,因此,需要研究出针对通用航空飞机的低成本防撞系统来减少通用航空飞机的空域碰撞风险。由于早期的TCAS是专门针对在垂直方向上可以实现很大速度的大型运输机设计的,基于通用航空飞机性能的限制,早期TCAS的一些设想和设计上的相关建议并不适用于通用航空飞机,同时,由于TCAS逻辑单元是通过复杂的逻辑规则来确立的,即使是对TCAS正确操作方面的轻微改变也很难被重新应用在通用航空飞机上,因此想要通过简单改变TCAS逻辑单元来适用于通用航空飞机是不行的。首先,本文基于对飞机行为概率模型的优化,探求另一种防撞逻辑单元,不仅要求飞机行为概率模型的编码性能可以适用于通用航空飞机,而且动态规划的优化算法技术可以有效地计算代价,生成离线代价逻辑表,在飞行过程中可以根据监视系统提供的实时状态来快速查询逻辑表,得到避免与入侵机碰撞的最优机动。通过对加载到通用航空飞机上优化逻辑单元的仿真得到可视化逻辑图和实时飞行轨迹图判断是否满足防撞性能要求,采用蒙特卡洛统计方法针对200万次相遇过程随机采样,统计逻辑单元的相关性能指标进行具体分析。其次,当前的TCAS逻辑不能确定飞行员对决策咨询的响应,而是用飞行员确定性响应模型来预测飞机的未来航迹。本文使用一个更具有原则性的飞行员概率响应模型来考虑飞行员对咨询建议的不同反应,基于飞行员概率响应模型的防撞系统的优化,本文将这个问题作为一个马尔科夫动态过程来研究,并且使用动态规划来优化防撞逻辑,对于飞行员概率响应模型进行扩展,提高了系统的鲁棒性。最后,如果相遇的两架飞机都安装有防撞系统,那么就必须保证双方发出的告警信息不能相互冲突,防止两架飞机的决策咨询是同时爬升或者同时下降。本文针对现有的几种协调策略进行了仿真模拟分析,并对性能指标进行了对比分析。