專利名稱：一種基于動態(tài)空域容量的飛行流量告警方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于空中交通管制領(lǐng)域，具體涉及空域管理系統(tǒng)和空中交通流量管理系統(tǒng)中的飛行流量告警的方法，即一種基于動態(tài)空域容量的飛行流量告警方法及其系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著飛行需求的快速增長，空中交通擁擠現(xiàn)象日益嚴重，合理利用空域資源，進行空中交通流量管理是行之有效的解決方法。空域容量是飛行流量告警的標準，科學客觀地確定空域容量是進行飛行流量告警的基礎(chǔ)和前提，其準確性直接影響到流量監(jiān)控實施的效^ ο確定空域容量主要有使用仿真模型、使用管制員工作負荷和使用數(shù)學計算模型三種方法，使用仿真模型確定空域容量時仿真模型構(gòu)造復雜，資金投入較大，周期較長；使用管制員工作負荷確定空域容量時管制員的個體差異對結(jié)果的準確性影響較大；使用數(shù)學計算模型確定空域容量時僅按照空域結(jié)構(gòu)確定空域容量，沒有考慮其他影響因素。上述三種方法都是在理想環(huán)境條件下考慮靜態(tài)因素對空域的影響確定空域容量的方法，沒有考慮空域使用過程中動態(tài)因素(如氣象條件)對空域容量影響，目前的飛行流量告警方法主要根據(jù)靜態(tài)空域容量判定空域流量是否需要告警，不能夠根據(jù)空域使用環(huán)境的變化動態(tài)更新飛行流量告警標準，使用不夠靈活，準確性有待提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有飛行流量告警方法的不足，綜合考慮各種靜態(tài)因素和動態(tài)因素對空域容量的影響，提供一種基于動態(tài)空域容量的飛行流量告警方法及其系統(tǒng)， 本發(fā)明能夠更全面地考慮各種因素，在流量監(jiān)控中動態(tài)確定空域容量，以動態(tài)空域容量為標準進行飛行流量告警。本發(fā)明提供的一種基于動態(tài)空域容量的飛行流量告警方法，其特征在于，該方法包括下述步驟第1步獲取需要進行飛行流量監(jiān)控的空域數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括各空域內(nèi)可用航線數(shù)量、縱向安全間隔、主流機型所占比率、氣象條件值、主用航線飛行平均速度以及主用航線利用率；第2步建立空域容量模型，確定空域容量與空域容量影響因子、主用航線飛行平均速度、縱向安全間隔以及主用航線利用率之間的關(guān)系；第3步將空域容量模型中的空域容量影響因子按照線性加權(quán)綜合法構(gòu)造綜合決策函數(shù)，使用極差標準化方法計算各因素影響系數(shù)；第4步確定空域容量影響因子各因素實際權(quán)重首先采用熵值法，得出影響因子中各因素的計算權(quán)重，然后結(jié)合預先設(shè)定的初始參考權(quán)重計算實際權(quán)重；第5步根據(jù)計算出來的空域容量影響因子各因素實際權(quán)重和各因素影響系數(shù)，計算空域容量影響因子；
第6步利用計算得到的空域容量影響因子和第1步獲取的各空域內(nèi)主用航線飛行平均速度、縱向安全間隔、主用航線利用率，根據(jù)第2步建立的空域容量模型確定空域容量；第7步實時統(tǒng)計各空域內(nèi)飛行流量，比較空域容量與空域內(nèi)飛行流量的大小，進行飛行流量告警；第8步每隔一個預先設(shè)定的時間周期，實時采集氣象條件值，重復第3步至第7 步，直至系統(tǒng)停止工作。本發(fā)明提供的一種基于動態(tài)空域容量的飛行流量告警系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫、氣象數(shù)據(jù)處理模塊、空域容量確定模塊、飛行情報處理模塊、空域飛行流量統(tǒng)計模塊和飛行流量告警模塊；數(shù)據(jù)庫用于存儲各空域內(nèi)可用航線數(shù)量、縱向安全間隔、飛行的主流機型所占比率、主用航線飛行平均速度、主用航線利用率；氣象數(shù)據(jù)處理模塊提供各空域內(nèi)實時氣象條件值；空域容量確定模塊利用數(shù)據(jù)庫和氣象數(shù)據(jù)處理模塊中的數(shù)據(jù)計算確定空域容量；飛行情報處理模塊用于提供飛機進出各空域的通報；空域飛行流量統(tǒng)計模塊從飛行情報處理模塊實時獲取飛機進出空域通報，統(tǒng)計飛
行流量信息；飛行流量告警模塊從空域容量確定模塊獲取空域容量，從空域飛行流量統(tǒng)計模塊獲取空域流量，通過比較進行告警。本發(fā)明有以下有益效果(1)本發(fā)明的飛行流量告警方法基于客觀數(shù)據(jù)分析，綜合考慮了多種因素對空域容量的影響，能夠增強流量告警的科學性和合理性。(2)本發(fā)明的飛行流量告警方法能夠獲取動態(tài)空域容量，根據(jù)環(huán)境變化動態(tài)改變告警標準，能夠提高流量告警的準確性。(3)本發(fā)明的飛行流量告警方法流程簡單，便于操作，結(jié)果比較客觀準確。


圖1是本發(fā)明基于動態(tài)空域容量的飛行流量告警方法流程示意圖；圖2是本發(fā)明空域飛行流量統(tǒng)計與告警方法流程示意圖；圖3是本發(fā)明基于動態(tài)空域容量的飛行流量告警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為了更好地理解本發(fā)明的方案，以下對本發(fā)明的實施方式作進一步描述如圖1所示，說明了本發(fā)明的方法流程圖，具體步驟如下第一步空域數(shù)據(jù)采集與處理設(shè)有η個需要進行流量監(jiān)控的空域，N= {1,2,...,η}表示空域組成的集合，需要獲取的空域數(shù)據(jù)如下(1)各空域內(nèi)可用航線數(shù)量氏，i e N(最大值為Rmax = HiaxiRiL i e N，最小值為Rmin = min{Rj, i e N)；(2)各空域內(nèi)縱向安全間隔Si, i e N(最大值為Smax = max{Sj, i e N，最小值為 Smin = min{Sj , i e N)；(3)各空域內(nèi)飛行的主流機型所占比率Mi, i e N (最大值為Mmax = HiaxiMJ，i e N， 最小值為 Mmin = Hiinmj，i e N)；(4)各空域內(nèi)氣象條件值Wi, i e N，例如可作如下設(shè)置I類氣象條件值0.9，II類氣象條件值0. 6，III類氣象條件值0. 3，最大值為Wmax = 0. 9，最小值為Wmin = 0. 3)；(5)上述四項數(shù)據(jù)對空域容量的影響，即權(quán)重 (j = 1，2，3，4)，如初始參考權(quán)重可設(shè)置為{0. 2,0. 3,0. 1,0. 4}；(6)各空域內(nèi)主用航線飛行平均速度Vi ；(7)各空域內(nèi)主用航線利用率r”第二步建立空域容量模型對于空域i (i e N)建立空域容量模型表示如下
權(quán)利要求
1.一種基于動態(tài)空域容量的飛行流量告警方法，其特征在于，該方法包括下述步驟 第1步獲取需要進行飛行流量監(jiān)控的空域數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括各空域內(nèi)可用航線數(shù)量、縱向安全間隔、主流機型所占比率、氣象條件值、主用航線飛行平均速度以及主用航線利用率；第2步建立空域容量模型，確定空域容量與空域容量影響因子、主用航線飛行平均速度、縱向安全間隔以及主用航線利用率之間的關(guān)系；第3步將空域容量模型中的空域容量影響因子按照線性加權(quán)綜合法構(gòu)造綜合決策函數(shù)，使用極差標準化方法計算各因素影響系數(shù)；第4步確定空域容量影響因子各因素實際權(quán)重首先采用熵值法，得出影響因子中各因素的計算權(quán)重，然后結(jié)合預先設(shè)定的初始參考權(quán)重計算實際權(quán)重；第5步根據(jù)計算出來的空域容量影響因子各因素實際權(quán)重和各因素影響系數(shù)，計算空域容量影響因子；第6步利用計算得到的空域容量影響因子和第1步獲取的各空域內(nèi)主用航線飛行平均速度、縱向安全間隔、主用航線利用率，根據(jù)第2步建立的空域容量模型確定空域容量； 第7步實時統(tǒng)計各空域內(nèi)飛行流量，比較空域容量與空域內(nèi)飛行流量的大小，進行飛行流量告警；第8步每隔一個預先設(shè)定的時間周期，實時采集第1步中的氣象條件值，重復第3步至第7步，直至系統(tǒng)停止工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動態(tài)空域容量的飛行流量告警方法，其特征在于，第1步具體包括下述過程設(shè)有η個需要進行流量監(jiān)控的空域，N= {1,2,...,η}表示空域組成的集合，需要獲取的空域數(shù)據(jù)如下各空域內(nèi)可用航線數(shù)量Ri, i e N，最大值為Rmax = HiaxiRJ, i eN，最小值為Rmin = min{Rj，i e N ；各空域內(nèi)縱向安全間隔Si, i e N，最大值為Smax = max{SJ，i e N，最小值S^lin = min{Sj，i e N ；各空域內(nèi)飛行的主流機型所占比率，Mi, i e N，最大值為Mmax = HiaxiMiLi e N，最小值為 Mmin = HiiniMJ，i e N；各空域內(nèi)氣象條件值Wi, i e N；上述四項數(shù)據(jù)對空域容量的影響，即權(quán)重…，j = 1,2,3,4； 各空域內(nèi)主用航線飛行平均速度Vi ； 各空域內(nèi)主用航線利用率
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于動態(tài)空域容量的飛行流量告警方法，其特征在于，第2步中，對于空域i建立空域容量模型如式I 。崎式I式中，Ci表示空域i的容量，Wi表示空域i的容量影響因子，Vi表示各空域內(nèi)主用航線飛行平均速度，Si表示各空域內(nèi)縱向安全間隔，r,表示各空域內(nèi)主用航線利用率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于動態(tài)空域容量的飛行流量告警方法，其特征在于，第3步中，綜合決策函數(shù)為式II
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于動態(tài)空域容量的飛行流量告警方法，其特征在于，第4步中具體包括下述過程每個空域四個因素特征值向量表示為Wi = {wn, wi2, wi3, wi4}，Wij為經(jīng)過極差標準化后的第i個空域中第j個因素的影響系數(shù)，利用特征值向量Wi通過熵值法得出第j個因素計算權(quán)重bp結(jié)合初始參考值…得出實際權(quán)重為式IV
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于動態(tài)空域容量的飛行流量告警方法，其特征在于，第5步中，將式IV計算出來的空域容量影響因子中各因素實際權(quán)重Cl、c2, c3, c4,以及式III計算出來的各因素影響系數(shù)wn、wi2、&、wi4代入式II，計算出空域i的容量影響因子K。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于動態(tài)空域容量的飛行流量告警方法，其特征在于，第 6步中，將空域i的容量影響因子Wi和第1步中的初始值Vi、r” Si代入空域容量模型6=義#，確定空域i的容量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于動態(tài)空域容量的飛行流量告警方法，其特征在于，第7步包括下述具體過程實時獲取每個空域內(nèi)的飛行流量，設(shè)空域i初始飛行流量Fi = 0，收到飛機進入空域i 的通報，則對應的空域i飛行流量加LFi = Fi+1，收到飛機退出空域i的通報，則對應的空域i飛行流量減LFi = Fi-I;監(jiān)視每個空域的狀態(tài)，獲取空域i的容量Ci,比較空域i的容量Ci與此刻的飛行流量 Fi,如果Fi >= Ci,則產(chǎn)生告警信息。
9. 一種基于動態(tài)空域容量的飛行流量告警系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫、氣象數(shù)據(jù)處理模塊、空域容量確定模塊、飛行情報處理模塊、空域飛行流量統(tǒng)計模塊和飛行流量告警模塊；數(shù)據(jù)庫用于存儲各空域內(nèi)可用航線數(shù)量、縱向安全間隔、飛行的主流機型所占比率、主用航線飛行平均速度、主用航線利用率；氣象數(shù)據(jù)處理模塊提供各空域內(nèi)實時氣象條件值；空域容量確定模塊利用數(shù)據(jù)庫和氣象數(shù)據(jù)處理模塊中的數(shù)據(jù)計算確定空域容量； 飛行情報處理模塊用于提供飛機進出各空域的通報；空域飛行流量統(tǒng)計模塊從飛行情報處理模塊實時獲取飛機進出空域通報，統(tǒng)計飛行流 M.fn 息；飛行流量告警模塊從空域容量確定模塊獲取空域容量，從空域飛行流量統(tǒng)計模塊獲取空域流量，通過比較進行告警。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于動態(tài)空域容量的飛行流量告警方法及其系統(tǒng)。通過對需要進行流量監(jiān)控的多個空域數(shù)據(jù)進行采集與處理，建立空域容量模型，對空域容量各因素影響系數(shù)進行標準化處理，結(jié)合熵值法和初始參考值計算空域容量各影響因素實際權(quán)重，確定空域容量，實時統(tǒng)計空域內(nèi)飛行流量，每隔一個時間周期動態(tài)更新空域容量，比較空域容量和空域內(nèi)飛行流量大小，如果滿足條件則產(chǎn)生告警。本發(fā)明基于客觀數(shù)據(jù)分析，綜合考慮了多種因素對空域容量的影響，在使用中動態(tài)更新空域容量，能夠增強流量告警的科學性和合理性，提高流量告警的準確性，方法流程簡單，便于操作。
文檔編號G08G5/00GK102568249SQ201110430808
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者何志峰, 楊曙輝, 羅文三, 陳爽 申請人:中國船舶重工集團公司第七0九研究所