飞行冲突探测与解脱是目前空中交通管理领域的重要研究方向,是解决空域飞行流量急剧增加的关键因素。安全高效的空中飞行探测与飞行冲突解脱方案不仅决定着空域交通是否可以正常运行,还对空域飞行流量的有效利用、节约空中飞行时间、节约燃料消耗等方面有着重要影响。虽然目前对空中飞行管理已经取得了很多研究成果,但是由于空中交通管理的特殊性和安全性,我们在强调飞行安全的同时还要注重空中交通飞行的时效性、灵活性和扩展性等方面。论文针对同一空域高度层中定航线飞行的两架或三架飞行器,提出一种利用动态调整飞行速度的方案来解决空域中潜在的飞行冲突,保障空域航线的安全畅通和高速有效。论文的整体理论框架建立在最优控制和混合系统理论基础上,首先利用最优控制中的最大最小优化原理建立代价函数。代价函数又可以转化为混合系统求数值解的问题,而混合系统变量的关系则利用一组偏微分方程刻画。由于可以通过一组动态方程实时监控整个混合系统的状态,并根据空域状态构造机动策略,本论文提出的方法具有更好的灵活性和可扩展性,能够完成准自由飞行状态下空域的冲突探测和避免。在这个系统中,首先我们对空域范围内的各飞行器的位置、相互之间的距离及飞行速度进行记录后并对各飞行器间以及飞行器与航线交叉点之间的距离进行判断;而后依据判断的结论建立飞行器坐标系;最后利用一组随时间动态变化的飞行运动方程和优化控制理论对飞行器的速度进行有效调节。仿真试验结果证明该调速方案是安全有效的。论文也对同一空域层中的两架飞行器及三架飞行器的各种飞行状况进行了逐一讨论和实验验证,结果表明通过本方案不仅可以更灵活有效地解决飞行中可能发生的安全问题,增加了空域飞行方案的可控性和灵活性,而且也为飞行冲突探测与解脱提供了一种新思路。