[發明專利]一種計算航路阻塞度的方法

有效

• 申請號: 202010743328.8
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN112071123B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 王世錦;林荊荊;李家豪;儲潔雯
• 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;G01C21/20;G06T1/60
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 秦秋星

1.一種計算航路阻塞度的方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：獲取航班歷史數據；

步驟2：判斷航班每個航跡段偏航情況并確定其B_VIL及B_△Z值；

步驟3：構建阻塞率分布圖，阻塞率分布圖中某航段的阻塞率即為該航段的預測航段阻塞度；

所述步驟2的具體過程是：

步驟2-1：判斷航班每個航跡段偏航情況；將航班以飛行計劃中的航路點為分界點劃分為各航段，若航段的飛行計劃路徑與雷達軌跡間距超過閾值時，則認為該航段偏航；反之，則未偏航；

步驟2-2：構建過濾矩形空域；以相鄰航路點間航段長度為過濾矩形空域長L，過濾矩形空域寬度根據飛行高度進行劃分：飛行高度在6000m～7500m，設定過濾矩形空域寬W為航段左右兩邊10nm；飛行高度在7500m～9000m，設定過濾矩形空域寬W為航段左右兩邊15nm；飛行高度在9000m以上時，設定過濾矩形空域寬W為航段左右兩邊20nm；

步驟2-3：確定參考路徑；通過每個航段確定的過濾矩形空域，確定該空域的氣象產品垂直累積液態含水量VIL數據，將VIL數據根據美國廊道綜合天氣系統CIWS規定的VIL級數映射表的數據范圍進行分級，然后根據航班遭遇強對流天氣的標準為反射率大于41dBZ，對應認為VIL在3級以上為強對流天氣，則將VIL3級區域劃分為需規避天氣區域，小于VIL3等級區域為可通行天氣區域，選取最大可通行天氣區域的中線作為參考路徑，參考路徑為可認為是航班在過濾矩形區域可選擇的改航路徑；

步驟2-4：獲取每個氣象像素點的權重，計算B_VIL及B_△Z值；氣象數據以每經度0.01°×緯度0.01°像素進行存儲，計算每個像素點i到參考路徑的長度R_i，選取該長度R_i的倒數作為每個氣象像素點的權重W_i，共n個像素點；△Z是指飛行高度與回波頂高ET的差值，反映航班與對流天氣位置的關系；通過阻塞算法獲取B_VIL及B_△Z代表整個過濾矩形區域對流天氣強度和與對流天氣的位置關系，由于小于VIL1級的VIL值幾乎對航班沒有影響，所以選取大于VIL1的VIL點進行計算B_VIL，B_△Z則是在所有氣象像素點的△Z選取中位數進行表示，公式如下：

B_ΔZ＝median(ΔZ₁,…,ΔZ_n)

所述步驟3中構建阻塞率分布圖的方法為：根據步驟2獲取每個航段的偏航信息及B_VIL和B_△Z值，以B_VIL為x軸，將數值分布在0到220之間，間隔為20，單位為kg/m²，以B_△Z為y軸，將數值分布在-6000到6000之間，間隔為1000，單位為m，坐標中每個網格代表B_VIL和B_△Z在該范圍內的偏航概率，即為阻塞率。

2.根據權利要求1所述的計算航路阻塞度的方法，其特征在于：所述步驟1中航班歷史數據包括至少10,000條某區域內航班歷史雷達軌跡數據、飛行計劃數據及氣象數據，其中雷達航跡數據記錄每個航班實際飛行航路點信息，包括時間、航班號、高度、地面速度、經緯度；飛行計劃數據包括航班號、起飛時間、著陸時間、起飛機場、著陸機場、計劃路徑信息；氣象數據包括某區域內的垂直累計液態水含量VIL、回波頂高ET。