[發明專利]一種基于風險評估的機場無人機管控區域劃設方法

有效

• 申請號: 202010581275.4
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN112053593B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 張建平;鄒翔;謝方泉;吳卿剛
• 申請（專利權）人: 中國民用航空總局第二研究所
• 主分類號: G08G5/00
• 分類號: G08G5/00
• 代理公司: 北京鍾維聯合知識產權代理有限公司 11579
• 代理人: 安娜

本發明提供一種基于風險評估的機場無人機管控區域劃設方法，包括如下步驟：依據空中風險和地面風險建立無人機管控區模型，無人機管控區域為空中風險核心區、空中風險緩沖區、地面風險核心區、地面風險緩沖區的并集；劃設機場周邊無人機管控區垂直方向邊界；劃設空中風險核心區；劃設地面風險核心區；基于已劃設的地面風險核心區水平邊界和已劃設的空中風險核心區水平邊界，計算緩沖區水平延伸距離，分別獲得地面風險緩沖區水平邊界和空中風險緩沖區水平邊界，結合無人機管控區垂直方向邊界獲得地面風險緩沖區和空中風險緩沖區。本發明的劃設方法綜合考慮空中風險和地面風險，以無人機為對象建立無人機管控區劃設模型，并結合每條跑道進離場程序特點建立兩套航跡橫向分布模型，實現了無人機管控區域的精準劃設，對于機場平衡安全、高效、經濟的各項原則具有重要意義。

技術領域

本發明涉及空中交通管制技術領域，尤其涉及無人機空中運行管理。

背景技術

近年來，無人駕駛航空器(UA)在公共和商業領域的應用迅速發展，尤其是在500英尺以下的超低空(VLL)空域。一些典型的例子包括航空攝影、包裹遞送、監視、農業、災害管理等，為城市空中交通(UAM)帶來了新的模式，拓寬了常規空域的利用范圍。然而，隨著無人機在機場附近活動的增加，機場的安全管理也將面臨更嚴峻的挑戰。

為了防止無人機在機場周圍運行帶來的多重風險，特別是無人機與航班之間的碰撞，地理圍欄開始被廣泛用于定義無人駕駛航空器UA不應侵入的地理點周圍的保護邊界。雖然建立地理圍欄是保障飛行安全的必要措施，但應盡量避免由于保護范圍不必要而造成的無人機產業發展過度受限、物力財力浪費的局面。這一觀點也得到了國際民航組織(ICAO)的支持，該組織建議在無人機交通管理(UTM)中應考慮到安全、效率和經濟性。參照上述原則，在保證安全的前提下，如何優化劃設格柵，充分實現效率和經濟性將是關鍵問題。此外，還應進行必要的數據驅動和定量風險分析，以幫助找到平衡點。

目前專門針對無人機的機場周邊管控區域劃設的法規還處于缺失狀態，亟需一套聚焦更為精確的航空器飛行誤差分布，基于風險評估的機場周邊無人機管控區域劃設方法，為相關法規的制定提供技術支持，在既保障民航航班安全起降的同時，盡可能縮小機場周邊無人機管控區域范圍，為機場周邊運行的無人機提供更多可飛區域，從而進一步促進無人機產業的發展。

如申請人前續研究提出專利申請號為201911306980.7，發明名稱為《一種基于碰撞風險的機場無人機管控區域劃設方法》，該專利管控區的劃設以空中風險為主，缺少對地面風險的考慮，針對不同機場管控區劃設體系復雜，對進離場航跡劃設精度不夠，不滿足現有機場更準確更簡化的管理要求。

發明內容

本發明的目的是：為了克服限于技術中的問題，提供一種基于風險評估的機場周邊飛行區域劃設無人機管控區域的方法，該方法綜合考慮空中風險和地面風險，以無人機為對象的，以每條跑道進離場程序特點為出發點，基于風險評估在機場周邊飛行區域分類劃設的方法，為無人機能夠飛起來、實現無人機各項功能奠定基礎，為實現對無人機的精細化運行管理提供技術支持。

一種基于風險評估的機場無人機管控區域劃設方法，其特征在于，包括如下步驟：

以無人機飛行性能、無人機探測和反制時間、機場周邊的障礙物信息、航班尾流影響為依據，建立無人機管控區模型，無人機管控區域為空中風險核心區、空中風險緩沖區、地面風險模型核心區、地面風險模型緩沖區的并集；

根據無人機的飛行性能、無人機探測和反制時間和機場周邊的障礙物信息，劃設機場周邊無人機管控區垂直方向邊界；

根據空中風險劃設空中風險核心區水平邊界，結合無人機管控區垂直方向邊界獲得空中風險核心區；根據地面風險劃設地面風險核心區水平邊界，結合無人機管控區垂直方向邊界獲得地面風險核心區；