[發明專利]一種基于四維航跡運行的航班計劃安全性判斷預警方法

有效

• 申請號: 201810828534.1
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN108877298B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 程紹武;張亞平;郝斯琪
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G08G5/00
• 分類號: G08G5/00;G08G5/04
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種基于四維航跡運行的航班計劃安全性判斷預警方法，涉及空中交通技術領域。本發明為了解決目前還沒有一種面向基于四維航跡運行的航班計劃安全性的量化方法。本發明為每個航空器計算出在計劃的每兩個航路點之間的時空可達域，通過識別航空器潛在時空沖突區確定沖突發生的位置和時間，將各種不確定因素影響下的航空器運動視作無規則的布朗運動，計算出該航班計劃下航空器的沖突概率，作為評估航班計劃安全性的量化依據。通過對航班計劃進行優化，可有效提高空中交通安全性、平衡高速增長的空中交通需求與有限的空域資源之間的矛盾。本發明用于航班計劃安全性的判斷預警。

技術領域

本發明涉及空中交通技術領域，具體涉及一種航班計劃安全性判斷方法。

背景技術

航班計劃是航空公司產品的核心，是公司各項經營活動的基礎，但它同時也是提供空中交通服務的重要依據。合理的航班計劃對降低航空器潛在沖突風險，保障空中交通安全，平衡空域利用率具有重要意義。尤其在我國民用空域資源有限的條件下，隨著空中交通需求的不斷增長，空域資源愈發緊張，航空器之間對空域資源的爭奪勢必產生矛盾，帶來沖突，嚴重影響了空中運輸的服務質量，隱藏著巨大的安全隱患。

現行的空中交通管理系統下，航班計劃的制定由航空公司完成，航空公司首要考慮的是航班計劃的經濟性和競爭力，關系到航班計劃對空中交通安全性的并沒有得到全面的、科學的評估。但隨著空中交通需求的不斷增長，對空域資源的需求增加，尤其是在基于四維航跡運行的背景下，允許航空器駕駛員在滿足經過的航路點和各航路點到達時間的限制下自由地選擇航跡，航跡選擇自由度的增加給實時的航空器沖突探測與解脫工作帶來了更大的挑戰。因此，空中交通管理部門在對航班計劃進行審核、批準的過程中，應該更加重視評估航班計劃對空中交通安全性的影響，通過在航班起飛前對航班計劃進行調整，盡量減小沖突概率，以期在戰略階段將潛在沖突風險降至最低，最大程度地確保空中交通安全。但是現有的方法還沒有一種能夠在空間得到最大限度利用的基礎上的航班計劃安全性判斷或評估方法，從而導致了空中交通安全水平較低，管制員與飛行員工作負荷加重，有限的空域無法得到有效利用的問題。

發明內容

本發明為了解決目前還沒有一種面向基于四維航跡運行的航班計劃安全性量化方法。

一種基于四維航跡運行的航班計劃安全性判斷預警方法，包括下述步驟：

步驟一：在飛行前M個小時，提取航班A的航班計劃F_A中的航空器型號、航路點、途經各航路點的計劃時間、空域允許的航空器最大飛行速度限制信息；將每兩個航路點形成的航路段編號為航路段r，r＝1，2，3，……，k；

步驟二：提取航班計劃F_A涉及的空域配置信息，確定空域是否包含特殊空域；根據特殊空域的邊界、位置和開放時間，生成時空特殊空域集L；

提取航班計劃F_A涉及的空域氣象信息，確定是否存在影響航空器開展飛行活動的惡劣天氣區域；根據惡劣天氣類型、預計的波及范圍、發生時段、移動軌跡，生成時空惡劣天氣影響區域集W；

步驟三：生成執行航班A的航空器在航路段r上的時空可達域R_Ar，r＝1，2，3，……，k，所有航路段上的時空可達域R_Ar的集合定義為該航空器執行航班計劃F_A時的時空可達域，記作R_A；

步驟四：為有飛行任務的每個航空器A、B、…、N確定時空可達域R_A、R_B、…、R_N；

步驟五：判斷航空器的時空可達域與各自對應的時空特殊空域集L、時空惡劣天氣影響區域集W、其他航空器的時空可達域是否存在交集；

若交集為空集，無需進一步對該航班計劃進行調整；