[發(fā)明專利]一種計(jì)算航路阻塞度的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010743328.8
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN112071123B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王世錦;林荊荊;李家豪;儲潔雯
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 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(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 秦秋星

本發(fā)明公開了一種計(jì)算航路阻塞度的方法，包括如下步驟：首先獲取航班歷史數(shù)據(jù)，其次通過雷達(dá)軌跡數(shù)據(jù)和飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)判斷航班每個航段偏航情況，通過氣象數(shù)據(jù)確定每個航段B_VIL以及B_△Z值，然后根據(jù)偏航情況和B_VIL、B_△Z值構(gòu)建阻塞率分布圖，通過阻塞率分布圖對未來的航班根據(jù)天氣獲取航路阻塞度。本發(fā)明通過獲取航路阻塞度，可根據(jù)氣象信息確定航班在其飛行計(jì)劃路徑各個航路段的阻塞度，從而有效地預(yù)測航班在哪個航段需要進(jìn)行改航，并進(jìn)一步為對流天氣下航班管理提供參考，為管制人員、簽派人員和飛行員提供一定程度的幫助，使空管人員在對流天氣條件下更加有效地管理，使簽派人員在對流天氣下提前增加備選路徑，使飛行員在對流天氣條件下更加合理地飛行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣象產(chǎn)品與航班相結(jié)合的方法，特別涉及一種計(jì)算航路阻塞度的方法。

背景技術(shù)

隨著近年來國內(nèi)民航業(yè)的迅速發(fā)展，氣象產(chǎn)品的發(fā)展也變得越來越重要，尤其是在惡劣天氣下航空器改航的研究中。阻塞概率分布圖是一種將氣象產(chǎn)品回波頂高ET和垂直累計(jì)液態(tài)水含量VIL數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為航路阻塞度的模型，能夠有效、直觀地使空管人員了解在對流天氣下航路的阻塞程度，為航班改航預(yù)測以及航跡規(guī)劃提供參考。

目前國內(nèi)還沒有提出由氣象產(chǎn)品計(jì)算航路阻塞度的方法，也沒有類似的產(chǎn)品應(yīng)用于空中交通管理方面，導(dǎo)致在對流天氣條件下空管人員不能有效預(yù)測航班改航以及為改航航班規(guī)劃航跡，造成對流天氣條件下較大的經(jīng)濟(jì)損失，同時給空管人員帶來較大的工作負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明目的是提供一種計(jì)算航路阻塞度的方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供一種計(jì)算航路阻塞度的方法，包括如下步驟：

步驟1：獲取航班歷史數(shù)據(jù)；

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(gòu)建阻塞率分布圖；

步驟4：預(yù)測航路阻塞度。

進(jìn)一步地，所述步驟1中航班歷史數(shù)據(jù)包括至少10,000條某區(qū)域內(nèi)航班歷史雷達(dá)軌跡數(shù)據(jù)、飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)及氣象數(shù)據(jù)，其中雷達(dá)航跡數(shù)據(jù)記錄每個航班實(shí)際飛行航路點(diǎn)信息，包括時間、航班號、高度、地面速度、經(jīng)緯度；飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)包括航班號、起飛時間、著陸時間、起飛機(jī)場、著陸機(jī)場、計(jì)劃路徑信息；氣象數(shù)據(jù)包括某區(qū)域內(nèi)的垂直累計(jì)液態(tài)水含量VIL、回波頂高ET。

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(jì)劃中的航路點(diǎn)為分界點(diǎn)劃分為各航段，通過每個航段實(shí)際雷達(dá)軌跡與飛行計(jì)劃路徑間的偏差進(jìn)行判斷的，若其飛行計(jì)劃路徑與雷達(dá)軌跡間距超過閾值時，則認(rèn)為該航段偏航；反之，則未偏航；

步驟2-2：構(gòu)建過濾矩形空域。以相鄰航路點(diǎn)間航段長度為過濾矩形空域長L，過濾矩形空域?qū)挾雀鶕?jù)飛行高度進(jìn)行劃分：飛行高度在6000m～7500m，設(shè)定過濾矩形空域?qū)扺為航段左右兩邊10nm；飛行高度在7500m～9000m，設(shè)定過濾矩形空域?qū)扺為航段左右兩邊15nm；飛行高度在9000m以上時，設(shè)定過濾矩形空域?qū)扺為航段左右兩邊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(chǎn)品垂直累積液態(tài)含水量VIL數(shù)據(jù)，將VIL數(shù)據(jù)根據(jù)美國廊道綜合天氣系統(tǒng)(CIWS)規(guī)定的VIL級數(shù)映射表的數(shù)據(jù)范圍進(jìn)行分級，然后根據(jù)航班遭遇強(qiáng)對流天氣的標(biāo)準(zhǔn)為反射率大于41dBZ，對應(yīng)認(rèn)為VIL在3級以上為強(qiáng)對流天氣，則將VIL3級區(qū)域劃分為需規(guī)避天氣區(qū)域，小于VIL3等級區(qū)域?yàn)榭赏ㄐ刑鞖鈪^(qū)域，選取最大可通行天氣區(qū)域的中線作為參考路徑，參考路徑為可認(rèn)為是航班在過濾矩形區(qū)域可選擇的改航路徑；