报告题目：复杂路径的航路规划

报告人：姚正安教授 中山大学数学院

地点：数学院 145报告厅

时间：2021年10月13日 10: 00 到 12:00

摘要： 航路规划涉及大规模复杂动态图的数学建模及分布式计算是国家科技部征集的一项变革性技术关键科学问题。

我国的航路规划系统被欧美供应商垄断，长期没有国产代替产品，一旦断供或限制服务将对民航产业产生巨大危害。

我国目前运营的客货运输飞机主要来自美国波音公司和欧洲空客公司，相关配套的航电系统、飞行控制系统、航行情报信息等也来源于国外，造成国内航空公司长期依赖国外系统提供商，再加上航路规划需要兼顾安全、油耗、时间、成本等关键指标，涉及到气温、气压、密度、风速、风向、坐标、飞机基础性能、飞行行为动力学因素，以及航路天气、云层、起飞、目标、备降机场状态、航空管制、突发事件等随机性因素，涉及复杂系统数学模型和优化计算方法，国外提供的系统仅有输入输出，中间处理类似黑匣子，模型、算法、逻辑无从知晓，相关研究在国内尚属空白。

飞机飞行航路的规划需要充分考虑恶劣天气、自然灾害、航空管制、突发事件等随机扰动因素，同时还需考虑气象数据、动力学因素（气温、气压、密度、风速、风向、风切变、飞机性能、地球自转、季候风）、火山灰、积雨云、国际政策、收费、油价、天空开放信息、高度变化等随机扰动因素。这是一个带有随机约束条件的非线性最优化（目标函数和约束条件都是非线性）动态规划问题，建模和计算过程中都会遇到极大量的文本规则和各种格式的数据，这需要建立统一标准结构形式的数据输出模式和构建带有随机扰动的大规模动态规划模型，进一步研究随机扰动的影响能力（范围和程度），航路规划和优化是核心技术基础，将突破国内航空业的“卡脖子”技术，掌握基本原理，实现自主可控，提升我国民航的国际竞争力。

航路规划技术能力制约着航班运行安全和效率，影响飞行距离、飞行时间、燃油消耗和碳排放，尤其在国际远程航线影响更为显著。航路规划是指在航班起飞前，基于复杂约束条件从起飞机场到目标机场的航迹规划。研制航路规划系统，优化应用中的大规模计算符合我国民航强国战略，在行业关键应用领域提升自主创新能力，降低国外产品依赖，提升我国产业安全壁垒。增强中国民航企业利润水平的国际竞争力，增强制定国际民航规则标准的主导权和话语权，培育引领国际民航业发展的创新能力。

报告人简介: 姚正安，男，1960年9月14日生。中山大学数学学院教授、博士生导师。现为广东省数学会理事长，粤港澳应用数学中心主任，国家教材委员会委员，中国科协英才计划数学学科工作委员会委员。广东省科协第七、八届委员、九届常委。国家理科标准制定委员会数学、统计和心理学组长。广东省高校数学教指委主任。曾任教育部高校数学基础课程教学指导委员会委员，国家基金委会评专家。《应用泛函分析》《纯粹数学与应用数学》杂志编委。2009年广东省南粤优秀教师.国家自科学基金重大研究计划“视听觉信息的认知计算”指导专家组成员。2011-2015年国家973计划重大科研项目信息及相关领域若干重大需求的应用数学研究骨干成员。973项目“非结构化环境下的智能感知基础理论与关键技术”项目组指导专家。作为主持人《流体力学的理论及其应用》， 2013年，广东省科学技术奖二等奖第一获奖人；2017年，广东省教学成果一等奖第二获奖人；2017年，中山大学第八届校级教学成果奖二等奖。2018年，国家级教学成果二等奖第二获奖人（理科基础科学拔尖人才培养“逸仙模式”的探索与实践）；2018年，宝钢优秀教师奖。主要研究方向为偏微分方程理论及其应用和计算机与通信。研究兴趣有流体力学、偏微分方程数值解、信息安全、图像处理与数据分析。在一维可压流和双曲守恒率研究方面、非线性椭圆型偏微分方程的多解、非线性抛物型偏微分方程的整体解方面、发展方程如半线性抛物、Schrodinger方程和波动方程的解的均匀化理论方面、计算机安全方面和图像处理方面做过一些很好的工作。现主持国家自科基金重点、面上各一项，主持国家基金理科基地重点项目两项。主持完成国家自然科学基金重点项目“图像处理中的偏微分方程方法及其数值方法”分项目一项，作为主持人之一主持完成教育部财政部重大项目“高校本科设置预测系统”的子项目。主持完成国家自然科学基金面上项目多项，省基金两项，主持或参加的已结题纵横向项目30多项，完成国家保密机构项目多项，涉及图像处理或安全图像的传输。完成白云区、中山移动、广东电信数据处理等横向项目多项。现主持国家自然科学基金面上项目一项，理科人才重点项目两项。著书一部，国内外发表论文150多篇。