[發明專利]一種全國飛行流量時空分布預測推演系統及方法

有效

• 申請號: 201610122253.5
• 申請日: 2016-03-03
• 公開（公告）號: CN105679102B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 張洪海;楊磊;陳丹;胡明華;李印鳳;張穎;薛磊;叢瑋
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G08G5/00
• 分類號: G08G5/00;G06F17/50
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 賀翔,徐曉鷺

1.一種全國飛行流量時空分布預測推演系統，其特征在于，所述的系統包括空域結構模塊、基礎數據模塊、飛行需求預測模塊、飛行流量時空分布推演模塊以及結果顯示模塊，其中：

(1-1)所述空域結構模塊存儲并維護包括機場、扇區、航路、關鍵點空域單元的經緯度以及空域單元關聯關系在內的空域數據及其對應的圖形信息；

(1-2)所述基礎數據模塊用于融合并管理空中交通流量數據、社會經濟數據、其它交通運輸方式相關數據基礎數據；

(1-3)所述飛行需求預測模塊接收空域結構模塊和基礎數據模塊提供的相應信息，預測并更新全國飛行需求；

(1-4)所述飛行流量時空分布預測推演模塊接收飛行需求預測模塊的數據結果，并結合基礎數據庫中歷史典型日的飛行計劃數據，生成預測年份典型日的初始全國機場飛行計劃；基于空域容量限制，采用傳統飛行航跡預測方法，分別推演得到機場容量受限下、扇區容量受限下全空域受限下的全國飛行流量時空分布；根據用戶需求，預測不同空域限制、通航影響場景下的全國飛行流量時空分布結果；

(1-5)所述結果顯示模塊根據實際工程目的，結合全國飛行需求預測及飛行流量時空分布推演結果，并實現圖表結果顯示及可視化仿真推演顯示。

2.一種全國飛行流量時空分布預測推演方法，其特征在于，該方法包括：

階段一：提取機場對飛行需求綜合影響因子，建立全國機場對飛行需求預測方法，實現全國機場對年飛行需求預測；階段二：根據機場對飛行流量分布規律，對機場以年飛行需求為基礎創建預測年典型日全國機場初始飛行計劃，運用基于容量受限的全國飛行流量推演方法，實現全國飛行流量時空分布預測；

對機場以年飛行需求為基礎創建預測年典型日全國機場初始飛行計劃，具體步驟如下：

(2-2-1-1)針對機場i，將與機場i通航的機場集記為A_i，依據國際交通領域通用標準，記當前年份中第19位高峰日為當年典型日，機場對(i,j)(j∈A_i)在年份t的典型日飛行量記為全年該機場對的飛行總量為因此，采用份額模型計算該機場對在預測年k的典型日飛行需求為其中，為預測年k機場對(i,j)的飛行需求；

(2-2-1-2)按照進離場分別統計機場i與通航的機場j之間的小時飛行量，記當前年份t典型日24個小時時段內的進場(j→i)、離場(i→j)航班量為[A₁,A₂,......,A₂₄]和[D₁,D₂,......,D₂₄]，計算預測年k機場對(i,j)飛行需求增幅則機場i到機場j每小時起飛航班增量[αD₁,αD₂,......,αD₂₄]；

(2-2-1-3)在機場i典型日飛行計劃基礎上以小時為單位依次尋找時間片內的最大空閑時隙插入增量的第k架起飛航班，標記統計機場i到機場j的平均飛行時間賦予起飛航班在目的機場的落地時間，標記重復(2-2-1-3)，直至完成所有增量航班的時刻分配；

(2-2-1-4)根據上述機場i與通航機場j的航班增量方法，遍歷與機場i通航的所有機場集A_i，重復執行步驟(2-2-1-1)、(2-2-1-2)、(2-2-1-3)，疊加生成機場i在任意預測年k的典型日初始飛行需求；

(2-2-1-5)遍歷全國機場，重復執行步驟(2-2-1-4)，生成全國所有機場典型日初始飛行需求，即“典型日全國機場初始飛行計劃”。

3.根據權利要求2所述的一種全國飛行流量時空分布預測推演方法，其特征在于，

飛行流量時空分布推演仿真環境搭建，具體步驟如下：

(2-2-2-1)收集空域單元的結構數據，采用軟件構建空域物理環境；

(2-2-2-2)根據經典的機場容量包線預測方法以及受限扇區容量預測方法，計算并存儲相應空域單元的容量值；

(2-2-2-3)根據搭建的空域環境和生成的空域單元容量限制，采用基于大圓航線的航跡預測、基于等角航線的航跡預測以及基于飛行模型的航跡預測三種航跡預測方法，建立容量受限下的飛行航跡預測模型。