[發明專利]一種空管自動化系統標牌避讓的方法及系統

有效

• 申請號: 202010500573.6
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111613097B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 郭春波;周自力;侯昌波;唐亞軍;李明翔;王松;莫飛
• 申請（專利權）人: 成都民航空管科技發展有限公司;中國民用航空總局第二研究所
• 主分類號: G08G5/04
• 分類號: G08G5/04
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產權代理有限公司 11514
• 代理人: 向霞

本發明公開了一種空管自動化系統標牌避讓的方法，包括對航跡信息設置重疊檢測與顯示要素的自動避讓優先級策略；建立基于管制偏好信息與顯示要素避讓成本的處理機制；根據所述自動避讓優先級策略和處理機制獲得最優避讓方案，按照最優避讓方案執行避讓操作；本發明標牌避讓方法和系統適合實時大批量動態目標標牌避讓，能夠從多個顯示要素產生的多種避讓方案中，選取最佳的避讓策略，有效解決了傳統方法導致標牌頻繁跳動的問題，提高了管制員目標跟蹤識別度。并且在避讓方案計算中考慮管制實際操作及個性化偏好參數，人機交互更加友好，避讓效果更人性化貼近管制員實際人工拖動標牌效果，適于推廣。

技術領域

本發明涉及空中交通管制技術領域，具體而言，為一種空管自動化系統標牌避讓的方法。

背景技術

空中交通管制自動化系統(Air Traffic Control System以下簡稱ATC系統)是供空中交通管制員實時掌握空中飛行態勢、實施空中交通管制的最重要技術工具。管制員通過與ATC系統的交互實現對空中交通的指揮，其中飛機標牌攜帶著飛機的基本信息(包括識別號、航班號、告警信息、狀態信息等)，是整個管制系統操作界面的重要組成部分，若標牌出現重疊會嚴重影響管制員的正確判斷，降低管制系統的效率。

目前已有很多國內外學者在標牌避讓算法方面做了很多研究，但絕大部分都是針對靜止目標標牌避讓的，傳統的標牌避讓技術方案包括如下幾種：

1、基于模擬退火算法，該方法僅研究靜態目標標牌的避讓，且該方法一味側重避讓不適用于當前大批量實時動目標場景，同時該方法計算量較大難以滿足高更新率的ATC管制運行活動要求。

2、還有一種基于相互作用力(force-directed)的標牌避讓方法；該方法思想是將對象看作一個個粒子，根據粒子的同性相斥異性相吸的物理特性，以達到標牌不重疊的目的；但該方法也僅限對靜態目標的研究；實時動態目標操作性未進行分析驗證。

3、基于MWF的網格法標牌避讓方法；該方法將整個屏幕切分成一個個網格，每個網格賦予權重，然后使用搜索算法計算標牌的最佳位置；該方法計算量巨大，且極占內存，影響實時性能。

上述傳統標牌避讓技術中，側重于靜態目標的研究，且計算量巨大，不適用于較大空域范圍內高更新率的實時動態目標；且側重于標牌一味避讓，未考慮航跡各顯示要素優先級及管制員實際操作偏好等因素造成標牌頻繁跳動，造成管制員跟蹤與識別航跡標牌困難，不利于管制員的指揮。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明旨在提供一種新的空管自動化系統標牌避讓的方法，能實現大范圍空域內實時動態目標航跡標牌信息依規則有序避讓；改善大批量實時航跡情況下航跡信息的重疊顯示問題，提高航跡的跟蹤與辨識度，增強管制員的實時決策能力及管制效率。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種空管自動化系統標牌避讓的方法，包括：

對航跡信息設置重疊檢測與顯示要素的自動避讓優先級策略；

建立基于管制偏好信息與顯示要素避讓成本的處理機制；

根據所述自動避讓優先級策略和處理機制獲得最優避讓方案，按照最優避讓方案執行避讓操作。

進一步的，上述的空管自動化系統標牌避讓的方法中，所述重疊檢測采用包圍盒算法，計算顯示要素之間是否發生重疊；

所述顯示要素的自動避讓優先級至少包括航跡標牌、標桿、速度矢量線、航跡符號以及歷史點跡的避讓優先級：

(1)航跡標牌不能和其它經人工拖動的標牌重疊；

(2)航跡標牌不能和其它經人工拖動的標桿交叉；