[發(fā)明專利]概率性航路扇區(qū)交通需求預測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810082516.3
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108172027A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設計）人: 田文;徐匯晴;郭怡杏;胡明華;張洪海;胡彬;張穎;姚逸
• 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;G06Q10/04;G06Q50/30
• 代理公司: 南京中高專利代理有限公司 32333
• 代理人: 祝進

本發(fā)明涉及一種概率性航路扇區(qū)交通需求預測方法，其包括：對航空器在相應時間段內經過扇區(qū)邊界點時間的預測誤差進行歸類統計；以及根據歸類統計概率性預測航路扇區(qū)交通需求；本發(fā)明基于現有的航空器過點時間的歷史數據和預測數據，通過分析航空器過點時間預測誤差分布特征及其影響因素，建立了航空器過點時間預測誤差分布特性的統計方法，并在此基礎上提出了概率性航路扇區(qū)交通需求預測方法，最后結合實際運行數據，獲得了一定時間內扇區(qū)交通需求的概率分布及變化規(guī)律，并發(fā)現所得概率性交通需求預測結果的準確率比傳統確定性交通需求預測結果的準確率具有大幅提高，說明本發(fā)明可以為空中交通流量管理提供了更為科學的交通需求預測依據。

技術領域

本發(fā)明涉及航空領域，具體涉及一種概率性航路扇區(qū)交通需求預測方法。

背景技術

近年來，隨著中國航空運輸業(yè)的飛速發(fā)展，空中交通擁擠日益凸顯，并不斷從終端區(qū)向航路網絡蔓延。為了緩解日益頻發(fā)的航路擁堵，需要實施科學的擁擠管理手段，其前提之一就是準確、客觀地預測交通需求。根據當前空域擁擠管理運行實際，主要通過基于航跡推測的需求預測方法實現，即以航空器運動方程為依據確定每架航空器的運行軌跡，預測未來一段時間內每架航空器的位置，進而推算出各時段內通過某空域的航空器數量。此方式下的最終預測結果通常以確定性形式表現，即一定預測時間尺度下空域中所對應的交通需求預測結果是一個確定的數值。這種確定性的預測結果雖然在一定程度上可以滿足空域擁擠管理需求，但是卻存在若干不足：首先，盡管在預測過程中可能考慮了航空器運行過程中諸多不確定因素對預測結果的影響(例如，非計劃內的航班取消、進離場時間改變等隨機事件對航空器運行時間造成的偏差，天氣原因造成的航班飛行路徑或高度非計劃內改變等)，這種確定性預測結果的表示方式卻在一定程度上無法充分體現出不確定性因素的實際影響及其程度；此外，由于預測模型、輸入數據、系統固有缺陷等客觀原因，確定性結果的精確性就會隨之下降，那么這種精確性的損失程度也無法體現在預測結果中。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種概率性航路扇區(qū)交通需求預測方法，以基于誤差分布特性統計分析預測航路扇區(qū)交通需求。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種交通需求預測方法，包括：

對航空器在相應時間段內經過扇區(qū)邊界點時間的預測誤差進行歸類統計；以及

根據歸類統計概率性預測航路扇區(qū)交通需求。

進一步，對航空器在相應時間段內經過扇區(qū)邊界點時間的預測誤差進行歸類統計的方法包括：

創(chuàng)建航空器的航路網絡模型，確定預測誤差的影響因素。

進一步，創(chuàng)建航空器的航路網絡模型的方法包括：

將航路網絡簡化為空域、航路、航路扇區(qū)和扇區(qū)邊界點四類要素，同時將整個空域被劃分為目標和非目標空域兩類；其中

目標空域是指屬于預測空間范圍內的航路扇區(qū)所組成的空域；以及

不屬于本次預測空間范圍的航路扇區(qū)構成了非目標空域；

設在預測目標時間段T內，有若干架航空器經過某一航路扇區(qū)，其中第i架航空器的起飛時間設為經過扇區(qū)邊界點的預測時間，即航空器過點時間的預測值設為經過扇區(qū)邊界點的實際時間，即航空器過點時間的實際值設為以及航空器經過扇區(qū)邊界點的時間預測誤差，即航空器過點時間的預測誤差Δt_i定義為

將航空器過點時間的預測誤差樣本分為兩個子集，即

前m天為子集I，第m+1天到第M天為子集II；其中

子集I用于統計預測誤差的分布特性，子集II用于驗證統計規(guī)律的有效性。

進一步，確定預測誤差的影響因素的方法包括：

所述影響因素包括：典型運行日內不同時段的繁忙程度和預測時間尺度；且