[發明專利]一種基于蒙特卡洛法的空投場容量計算方法

在審

• 申請號: 202211378468.5
• 申請日: 2022-11-04
• 公開（公告）號: CN115659685A
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 孫樊榮;沈堤;申晨
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06N7/01;G08G5/00;G06F111/04;G06F111/08
• 代理公司: 南京金寧專利代理事務所(普通合伙) 32479
• 代理人: 成榮強

本發明公開了一種基于蒙特卡洛法的空投場容量計算方法，包括以下步驟：確定空戰場中空投場的結構參數；確定可參與執行空投任務的航空器的機型、數量和性能參數；其中，所述性能參數包括不同機型的速度值；基于蒙特卡洛法建立空投場容量模型；根據所述空投場容量模型，確定空投場容量值。所述空投場的結構參數包括空投場的大小以及可使用高度層數；確定空投場的大小以及可使用高度層數的方法包括：根據作戰任務和空戰場所需物資補給規模，確定空投場的大小；根據空投場中空域環境確定可使用高度層數。該發明采用蒙特卡洛法建立空投場容量模型來確定空域容量，能夠準確地衡量空投場的容量，保證空投任務的安全和高效。

技術領域

本發明屬于數學建模技術領域，尤其涉及一種基于蒙特卡洛法的空投場容量計算方法。

背景技術

在民用航空交通領域中對于容量的評估具有相對成熟的技術，確定空域容量的主要有利用計算機仿真評估方法、基于歷史統計數據評估方法以及基于數學計算模型評估方法，在空投場有關容量評估技術尚處于起步階段。

利用計算機仿真以及歷史統計數據評估方法確定的空域容量的優點是準確度較高，同時其弊端也是顯而易見，前者需依賴仿真軟件，后者需要統計足夠多的歷史數據，因此，相較于基于數學計算模型評估方法前兩種方法不僅所需評估任務繁重且所需要的周期較長，更為不足的是，由于管制員的管制習慣等因素無法考慮，致使仿真結果并不能完全真實反映空域的真實運行情況，難以應用于作戰空域的容量評估。

基于數學計算模型評估方法，是保證航空器安全間隔的前提下，定義單位時間內通過某節點的最大架次數，即理論容量值。該方法時效性更高，應用場景更廣。但是作戰空域的空投場的數學計算模型和民用航空交通領域的數學計算模型并不相同，在多種因素影響下，現有的作戰空域的空投場評估的空域容量準確度不高。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種基于蒙特卡洛法的空投場容量計算方法，具備對空投場容量的評估準確度高的優點，解決了現有作戰空域的空投場的數學計算模型和民用航空交通領域的數學計算模型并不相同，在多種因素影響下，現有的作戰空域的空投場評估的空域容量準確度不高的問題。

本發明是這樣實現的，一種基于蒙特卡洛法的空投場容量計算方法，包括以下步驟：

確定空戰場中空投場的結構參數；

確定可參與執行空投任務的航空器的機型、數量和性能參數；其中，所述性能參數包括不同機型的速度值；

基于蒙特卡洛法建立空投場容量模型；

根據所述空投場容量模型，確定空投場容量值。

作為本發明優選的，所述空投場的結構參數包括空投場的大小以及可使用高度層數；

確定空投場的大小以及可使用高度層數的方法包括：

根據作戰任務和空戰場所需物資補給規模，確定空投場的大小；

根據空投場中空域環境確定可使用高度層數。

作為本發明優選的，所述確定可參與執行空投任務的航空器的機型、數量和性能參數的方法包括：

根據作戰任務、空投場的大小和空投場所需物資補給規模，確定可參與執行空投任務的航空器的機型、數量以及不同機型的平均飛行速度；

根據航空器飛行安全相關規范確定航空器之間的水平安全間隔，結合空投場的結構參數以及空投場所需物資的種類，確定不同高度層相鄰航空器之間的安全間隔。

作為本發明優選的，確定航空器之間的水平安全間隔的方法包括：

根據作戰任務，結合空投場大小及所需物資規模，確定可用于執行空投任務航空器的機型和數量，得到可投入空投場執行空投任務的航空器機型比例；