[發明專利]一種扇區動態容量預測的方法

有效

• 申請號: 201110092537.1
• 申請日: 2011-04-13
• 公開（公告）號: CN102147982A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 岳仁田;王紅勇;趙嶷飛;王潔寧;王超;高偉;黃寶軍;李楠;王興隆;劉宏志;張春鳳;趙宏偉;王棟;趙翼舒
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: G08G5/00
• 分類號: G08G5/00
• 代理公司: 天津中環專利商標代理有限公司 12105
• 代理人: 莫琪

技術領域

本發明涉及空中交通流量管理領域，尤其涉及一種扇區動態容量預測的方法。

背景技術

當前，扇區容量預測的方法主要有四種：?第一種是基于管制員工作負荷的雷達模擬機評估方法，該方法局限于管制員的個體差異和模擬環境對結果的準確性影響較大；第二種是基于歷史統計數據分析的評估方法，該方法收集數據比較困難，數據量很大，樣本數據的數量和質量直接影響結果的正確性；第三種是基于數學計算模型的評估方法，這種方法的局限在于很難建立一個能夠精確描述管制區域的數學模型，而且考慮因素有限，僅僅是實際情況的某種抽象。第四種是基于計算機仿真模型的評估方法，缺點是仿真模型構造和使用需要投入的技術支持和資金較大，評估周期較長。

而目前國內外尚未有將動態容量預測作為扇區容量預測的方法的報道，因此，扇區動態容量預測的方法將是扇區容量預測的新思路。

發明內容

本發明的目的就是為克服現有技術的不足，提供一種新的扇區容量預測技術方案，即采用動態容量預測的方法來預測扇區容量。

本發明是這樣實現的，一種扇區動態容量預測的方法，所述方法包括如下步驟：

步驟1、首先根據航跡信息及相關數據（班期時刻表、飛行計劃、雷達數據）預測未來30分鐘管制扇區的動態密度；其中，以2分鐘為一個統計時間片，在30分鐘內分別能夠統計出15個時間片的動態密度值；

步驟2、統計記錄15個時間片內管制扇區內航空器數量；包括兩部分：

a、是在時間片期間進入到管制扇區的航空器數量；

b、是時間片開始時刻的航空器數量，即時間片開始的時刻在管制扇區內飛行的航空器數量；

步驟3、將在每個時間片內扇區動態密度和航空器數量進行一一匹配，并對這些統計的點進行回歸分析，進一步確定該時段扇區動態密度與航空器數量之間關系；

步驟4、預測擬合曲線的走勢，計算當管制扇區的動態密度（管制員的工作負荷）達到所規定允許的閾值（最大負荷值）時，所對應的航空器數量，即管制扇區未來30分鐘內的動態容量值。

所述扇區動態容量預測的方法通過計算機管理系統輔助實現，所述計算機管理系統主要由客戶端/服務器/數據庫模式（C/S/D）網絡構成，所述計算機管理系統還包括一個流量監視與告警子系統，所述流量監視與告警子系統，用作所述扇區動態容量預測的方法操作平臺。

采用動態容量預測的方法來預測扇區容量，采用本方法來預測扇區容量，管制員的個體差異對預測結果的準確性影響較小、收集數據比較容易，數據量不大，采用計算機網絡技術平臺支持，不需額外占用資金，評估簡單準確。

附圖說明

圖1，是扇區流量統計流程圖；

圖2，是動態容量評估流程圖；

圖3，是?1000-1030時段動態密度統計及增減趨勢圖；

圖4，是?0900-0930時段動態密度與航班流量的函數關系圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明，應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

如圖1所示為扇區流量統計流程；如圖2所示為動態容量評估流程；

本發明的實施例以某扇區某年某月某日的航班數據進行模擬仿真，預測評估該扇區的各時段的動態容量值。

應用證據理論的推導，可計算得到本發明中各參量的權值，計算結果如下表所示：

首先預測出未來30分鐘該扇區中活動航班的航跡，然后每隔2分鐘計算一次扇區動態密度，30分鐘內會產生15個統計值，然后對這15個點進行曲線擬合。因為是每隔兩分鐘統計一次該扇區的動態密度值，所以在短時間內動態密度值波動不會很大，基本上是一段有規律的曲線，根據擬合的線段去預測曲線該時段內的走向。當擬合的曲線與動態密度劃定的閾值相交時所對應的航班數即為該時間段的容量，也就是在此時段的空中交通態勢下管制員所能提供最大服務的航班架次，即扇區動態容量。

以下是對該扇區1000-1030時段的動態容量計算：

1000-1030時段是該扇區航班流量的高峰時段，每2分鐘統計的航班數量在40架次上下浮動，所以該時段的管制工作會非常忙碌，動態密度也會迅速增大，如圖3所示，從圖3中發現該扇區的動態密度在該時段已經超出了動態密度的閾值，也就是說在該時段管制員已經開始超負荷工作；

以下是1000-1030時段該扇區動態密度與航班數量的函數關系，經過二次擬合所得到的函數關系為：