專利名稱：航班推演系統和方法
技術領域：
本發明涉及空中交通管理技術，特別是一種航班推演系統和方法，屬于 航空領^或。
背景技術：
航班計劃是航班實際運行的基礎，航班計劃中包括了航班運行的多項信
息，例如航班常規信息、航班執行期信息、航班起降信息等。航班計劃的 制定直接可以影響航班的實際運行，制定一個有效、科學、合理的航班計劃 不僅對航班運行正常性、穩定性、安全性有重要意義，而且對中國航空未來 的發展有著重大意義。隨著國民經濟的快速發展，我國航空運輸業平均以每 年近15°/。的速度大幅增長，航班計劃的數據處理量也隨之大幅增加。當前的航 班計劃集中在東、南部空域，在實際運行中，東、南部空域流量越來越大， 增加了制定航班計劃的難度。
當前航班計劃的制定存在以下問題，首先由于航班計劃集中在東、南部 空域，不利于統籌管理。其次由于航班計劃僅考慮航班相關的數據，制定好 的航班計劃在實際運行空域的中的流量會越來越大，增加了空域壓力和管制 員在工作中的難度。另外，現有航班計劃的制定工作缺少直觀的顯示，無法 直觀快速的評估現有計劃對空域的影響，對現有航班計劃缺少科學的輔助分 析工具。
.
發明內容
本發明的目的是提供一種航班推演系統和方法，用以解決現有的航班 計劃中存在統籌管理不方便、空域壓力大、管制工作難且計劃過程抽象等問題，可以快速、直觀的制定航班計劃，并緩解空域壓力。
本發明提供一種航班推演系統，包括
推演模塊，用于獲取推演時間范圍內的航班對象集合和空域限制條件對 象集合，根據所述航班對象集合推演出每個推演時刻下的航班動態，根據所 述空域限制條件對象集合和航班對象集合設置每個推演時刻下的監控狀態，. 將所述航班動態和監控狀態發送至顯示模塊，所述航班動態包括航班號、航 班位置信息、飛行航向信息和航班狀態，所述監控狀態包括空域告警狀態和 航班告警狀態；
顯示模塊，用于顯示所述航班動態和監控狀態。
本發明提供一種航班推演方法，包括
獲取推演時間范圍內的航班對象集合和空域限制條件對象集合； 根據所述航班對象集合推演出每個推演時刻下的航班動態，所述航班動
態包括航班號、航班位置信息、飛行航向信息和航班狀態；
根據所述空域限制條件對象集合和航班對象集合設置每個推演時刻下的
監控狀態；
將所述航班動態和監控狀態發送至顯示模塊進行顯示。 本發明提供了一種航班推演系統和方法，是基于航班對象集合和空域限 制條件對象集合對航班計劃的動態推演模擬，可以有效的對制定的航班計劃 方案進行評估，以保證制定的航班計劃的科學性和合理性，可以緩解空域壓 力、輔助管制員工作。
圖1為本發明航班推演系統第一實施例的示意圖； 圖2為本發明航班推演系統第二實施例的示意圖； 圖3為本發明航班推演系統第三實施例的示意圖； 圖4為本發明航班推演方法第一實施例的流程圖；圖5為本發明航班推演方法第二實施例的流程圖； 圖6為本發明航班推演方法第三實施例的流程圖； 圖7為本發明航班推演方法第四實施例的流程圖。
具體實施例方式
下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
圖1為本發明航班推演系統第一實施例的示意圖，如圖1所示，該航班 推演系統包括推演模塊1和顯示模塊2。其中推演模塊1用于獲取推演時 間范圍內的航班對象集合和空域限制條件對象集合，根據所述航班對象集合 推演出每個推演時刻下的航班動態，根據所述空域限制條件對象集合和航班 對象集合設置每個推演時刻下的監控狀態，將所述航班動態和監控狀態發送 至顯示模塊，所述航班動態包括航班號、航班位置信息、飛行航向信息和航 班狀態，所述監控狀態包括空域告警狀態和航班告警狀態。顯示模塊2用于 顯示所述航班動態和監控狀態。
具體地，推演模塊1獲取推演時間范圍內的航班對象集合和空域限制條 件對象集合。其中航班對象集合包括航班計劃數據和航班計劃航跡數據等， 航班計劃數據包括航班號、起落機場信息、飛越類型信息等，航班計劃航 跡數據包括航班號、計劃的飛過各航跡點的時間隊列和地理位置信息等。推 演模塊1推演出每個推演時刻下的航班動態包括航班號、航班位置信息、 飛行航向信息和航班狀態等；然后推演模塊1根據空域限制條件對象集合和 航班對象集合推演出空域內的限制空域容量閣值和限制空域流量，并且限制 空域流量小于或等于限制空域容量閾值時，監控狀態為正常狀態，而當限制 空域流量大于限制空域容量閾值時，將限制空域的監控狀態設置為空域告警 狀態，將告警的限制空域內航班對象的監控狀態設置為航班告警狀態。最后 推演模塊1將航班動態和監控狀態發送至顯示模塊2進行顯示。
本實施例推演模塊基于航班對象集合和空域限制條件對象集合對航班計劃進行動態推演模擬，然后將推演得到的航班動態和監控狀態經顯示模塊顯 示，可以有效的對已制定的航班計劃方案進行評估，以保證已制定的航班計 劃的科學性和合理性，有利于緩解空域壓力和輔助管制員的工作。
圖2為本發明航班推演系統第二實施例的示意圖，如圖2所示，在本發 明航班推演系統第一實施例的基礎上，該航班推演系統還包括數據獲取模 塊3，用于獲取航班計劃數據、航班計劃航跡數據和空域限制條件數據，所 述航班計劃數據包括航班號、起落機場信息和飛越類型信息，所述航班計劃 航跡數據包括航班號、計劃的飛過各航跡點的時間隊列和地理位置信息，所 述空域限制條件數據包括航路點信息、航路信息、機場信息和扇區信息，將 所述推演時間范圍內的航班計劃數據和航班計劃航跡數據封裝為航班對象集 合，將所述推演時間范圍內的空域限制條件數據封裝為空域限制條件對象集 合，將所述航班對象集合和空域限制條件對象集合發送至推演模塊1。
進一步地，推演模塊1可以包括航班推演單元11和限制空域分析單元 13。其中航班推演單元11用于根據所述航班對象集合推演出每個推演時刻下 的航班動態，將所述航班動態發送至顯示模塊2。限制空域分析單元13用于 根據所述空域限制條件對象集合和所述航班對象集合推演出當前推演時刻下 的限制空域容量閾值和限制空域流量，若所述限制空域流量大于所述限制空 域容量閾值，則將限制空域的監控狀態設置為空域告警狀態，將告警的限制 空域內航班對象的監控狀態設置為航班告警狀態。
具體地，數據獲取模塊3查詢航班計劃數據庫、航班計劃航跡數據庫， 獲取推演時間范圍內的四種格式類型的數據正班計劃數據項、正班計劃航
跡數據項、臨時計劃數據項和臨班計劃航跡數據項。將所有符合推演時間范 圍內的航班計劃數據和航班計劃航跡數據封裝為基于航班號為唯一標識的航 班對象集合，其中航班計劃數據包括唯一標識航班對象的航班號、起落機場 信息和飛越類型信息等，航班計劃航跡數據包括航班號、計劃的飛過各航跡 點的時間隊列和地理位置信息等。數據獲取模塊3對空域限制條件數據庫進行查詢，獲取推演時間范圍內的空域限制條件數據，包括航路點信息、航 路信息、機場信息、扇區信息(扇區單位時間的容量閥值序列列表)等，并 分別獲取對應的限制空域類型的建模信息，如航路點的經絆值、航路上的航 路點的經纟韋列表、以及扇區的邊界點的經煒序列等，然后將空域限制條件數 據封裝轉換為空域限制條件對象集合。最后將獲取并封裝后的航班對象集合 和空域限制條件對象集合分別發送給推演模塊1。
航班推演單元11根據獲得的航班對象集合，遍歷各航班對象的航班計劃. 數據如航班的計劃航跡信息的航班號、計劃的飛過各航跡點的時間隊列和各 航跡點的地理位置信息，推演出當前推演時刻下的航班對象的航班狀態；接 著根據各航跡點時間隊列和地理位置信息，采用線性模型算法，可以計算出 當前推演時刻下的中國空域正在飛行的航班對象的航班位置信息和飛行航向 信息例如航向角；再根據航班狀態和航班對象集合中航班對象的起落機場信 息、飛越類型信息可以推演出各機場當前推演時刻下的欲離港和已進港的航 班數目。
限制空域分析單元13根據接收到的空域限制條件對象集合中包括的空 域限制條件數據，如扇區、機場、航路點、航路單位時間的容量閥值等，計 算當前推演時刻下的限制空域容量閥值和限制空域流量，判斷限制空域流量 是否超出限制空域容量閥值。在空域流量未超出容量閾值時，該限制空域的 默認為正常，當空域流量超出容量閥值時，限制空域為告警，將告警的限制 空域內航班對象的監控狀態更改為航班告警狀態。
本實施例獲取模塊獲取并生成航班對象集合和空域限制條件對象集合 后，航班推演單元推演得到航班動態，限制空域分析單元推演得到監控狀態， 然后顯示模塊顯示航班動態和監控狀態，充分考慮了限制空域的影響，可以 對已制定的航班計劃方案進行有效評估，以保證已制定的航班計劃的科學性 和合理性，有利于緩解空域壓力和輔助管制員的工作。
圖3為本發明航班推演系統第三實施例的示意圖，如圖3所示，在上述實施例的基礎上，航班推演單元11可以包括航班狀態子單元lll、航向子 單元113、航班數目子單元115和第一發送子單元117。其中航班狀態子單元 111用于根據所述航班對象集合中計劃的飛過各航跡點的時間隊列首尾端點 的值，判斷當前推演時刻下的航班狀態。航向子單元113用于根據所述航班 對象集合中計劃的飛過各航跡點的時間隊列和地理位置信息，推演出當前推 演時刻下的航班對象的飛行航向信息。航班數目子單元115用于根據所述航 班狀態和所述航班對象集合中航班對象的起落機場信息、飛越類型信息推演 出各機場當前推演時刻下的欲離港和已進港的航班數目。第 一發送子單元117 用于將當前推演時刻下的每個航班號的航班位置信息、飛行航向信息以及各 機場的欲離港和已進港的航班數目發送至顯示模塊2。
限制空域分析單元13可以包括限制空域容量閾值子單元131、限制空 域流量子單元133、監控狀態設置子單元135和第二發送子單元137。其中限 制空域容量闊值子單元131,用于遍歷所述空域限制條件對象集合的時間單 元序列，將當前推演時刻下15分鐘為單元的時隙容量閾值存入空域對象集合 中作為限制空域容量闞值。限制空域流量子單元133用于4艮據所述空域限制 條件對象集合中的限制空域類型和所述航班對象集合中每個航班對象的航班 位置信息推演出當前推演時刻下的限制空域流量，所述限制空域類型包括航 路點、航路、機場和扇區。監控狀態設置子單元135用于若所述限制空域流 量大于所述限制空域容量閾值，將限制空域的監控狀態設置為空域告警狀態， 將告警的限制空域內航班對象的監控狀態設置為航班告警狀態。第二發送子 單元137用于將該監控狀態發送至顯示模塊2。
顯示模塊2包括第一顯示單元21和第二顯示單元22。其中第一顯示 單元21用于根據所述航班位置信息、飛行航向信息以及各機場的欲離港和已 進港的航班數目繪制所有正在飛行的航班。第二顯示單元22用于根據所述監 控狀態，繪制監控狀態為空域告警狀態的限制空域以及監控狀態為航班告警 狀態的航班對象。具體地，航班狀態子單元111根據獲得的航班對象集合，遍歷各航班對 象的航班計劃航跡數據如航班的計劃航跡信息的航班號、計劃的飛過各航跡 點的時間隊列和各航跡點的地理位置信息等，推演出當前推演時刻下的航班
對象的航班狀態，具體方法為將時間隊列的第一個值作為入境點時間或起 飛時間，時間隊列的最后一個值作為出境點時間或落地時間，通過推演時刻 與時間隊列的頭尾端點值的比較判斷當前推演時刻下的航班狀態。
例如當推演時刻小于時間隊列的第一個值時，設置航班狀態為"-l", 表示航班未起飛或未進入中國空域；當推演時刻大于等于時間隊列的第一個 值但小于時間隊列的最后一個值時，設置航班狀態為"0",表示航班已起飛 并在中國空域飛行；當航班推演時刻大于時間隊列的最后一個值時，設置航 班狀態為'T，，表示航班已落地或飛出中國空域。本發明中以下出現的航班 狀態均以此例進行說明。
航向子單元113根據各航跡點時間隊列和地理位置信息，采用線性模型 算法，可以計算出當前推演時刻下的國家空域例如中國空域正在飛行的航 班對象的航班位置信息和航向角。
例如當航班狀態為"0"時，遍歷航班對象的航跡信息，判斷當前推演 時刻在哪兩個航跡點時間隊列范圍內，根據公式計算4元班位置和航向角；其 他航班狀態則不計算航班位置。
計算航班位置信息的方法為根據公式(1) 、 ( 2 )可以計算每個航班號 對應的航班位置信息。
<formula>formula see original document page 12</formula>
其中某個航班號對應的航班位置信息為(tow,to), /朋為航班對象的經度值， to為航班對象的綽度值；(/。"pH)為下一航跡點的經煒度值，(/。"。,/"0為前一 航跡點的經煒度值。常量z為推演時刻，^為航班經過下一航跡點的時刻，？。為航班經過上一航跡點的時刻。由于航班對象的高度在航班計劃數據和航班計 劃航跡數據中可以直接獲取，因此根據計算出的航班對象的經度值、煒度值 和高度值就可以得到該航班位置信息。
計算航班對象的航向角的方法為根據公式(3 )可以計算航班對象的航 向角。
<formula>formula see original document page 13</formula>假設P為航向角，將正北方向作為O度，根據公式(3)可以得出 若(/M <formula>formula see original document page 13</formula>
航班數目子單元115根據航班狀態和航班對象集合中航班對象的起落機 場信息、飛越類型信息可以推演出各機場當前推演時刻下的欲離港和已進港 的航班數目。
例如先將所有機場的欲離港和已進港置"0"。當航班狀態的值為"-1" 時，判斷航班飛越類型信息，當航班飛越類型信息為內機國外、內機國內時， 獲取航班對象的起飛機場的信息，將起飛機場的欲離港個數加'T，；當航班 狀態的值為'T'時，判斷航班飛越類型信息，當航班飛越類型為外機落地，; 內機國內時，獲取航班對象的落地機場信息，將落地機場的已進港個數加'T，； 其他情況不做處理。第一發送子單元117將當前推演時刻下每個航班對象的 航班位置信息、飛行航向信息以及各機場的欲離港和已進港的航班數目發送 至顯示模塊2進行顯示。
限制空域類型包括航路點、航路、機場、扇區等，限制空域容量閾值子 單元131根據獲取的限制空域類型遍歷空域限制條件對象集合的時間單元序 列，找到當前推演時刻下15分鐘為單元的時隙的容量閥值，并將該15分鐘為單元的時隙的容量閥值以數組的方式存儲。
根據獲得的空域限制條件對象集合以及已計算的當前推演時刻下的該限 制空域的容量閥值，判斷空域流量是否存在超過空域容量閥值之前，先將空
域限制條件對象集合的空域對象流量設置為"0" ， 4元班對象流量數組清空。 限制空域流量子單元133先判斷限制的限制空域類型，當限制空域類型為航 路點時，遍歷航班對象集合，獲取當前航班位置信息的前一個、后一個的航 跡點信息，若兩個航跡點中任意一個的名稱為限制航路點，則將當前空域航 路點流量即限制空域流量加'T，，并將該航班對象的航班號加入到該限制空 域流量列表中；當限制空域類型為航路時，則遍歷航班對象集合，判斷當前 航班位置信息的前一個、后一個的航跡點信息是否為限制航路的一段航路段， 若是，則將當前空域航路流量即限制空域流量加"1",并將該航班對象的航 班號加入到該限制空域流量列表中；當限制空域類型為機場時，首先，通過 航班推演單元計算獲得的各機場的進港離港航班數目，獲得限制機場的進離 港航班總數，將限制機場的進離港總數設置為當前空域機場流量即限制空域 流量，然后，遍歷航班對象集合，若航班飛越類型為外機飛越則不處理，否 則判斷航班當前的航班位置信息是否在以首開始的兩個航跡點之間或尾端的 兩個航跡點之間，若是首端則判斷首航跡點是否為國內機場且該機場四字代 碼與限制空域機場的四字代碼是否相同，若是尾端則判斷尾航跡點是否為國、 內機場、且該才幾場四字代碼與限制空域機場的四字代碼是否相同，若相同， 則將該限制空域機場的流量值即限制空域流量加'T，，并將該航班對象對應 的航班號加入到該限制空域流量列表中；當限制空域類型扇區時遍歷航班對 象集合，判斷航班當前的航班位置信息是否在限制扇區內，若是，則將該扇 區的流量值即限制空域流量加'T，，并將該航班對象的航班號加入到該限制 空域流量列表中，否則不處理。
監控狀態設置子單元135遍歷當前的限制空域流量列表，當空域流量值 大于已計算的當前推演時刻下的限制空域容量閥值，則將限制空域的監控狀態設置為空域告警狀態，將告警的限制空域內的航班對象的監控狀態設置為 航班告警狀態，其中告警的限制空域內的航班對象為當前告警的限制空域流 量列表中包括的航班號對應的航班對象。
顯示模塊2接收到的航班動態和監控狀態后，第一顯示單元21根據航班 位置信息、飛行航向信息以及各機場的欲離港和已進港的航班數目繪制所有 正在飛行的航班，第二顯示單元22根據監控狀態，繪制監控狀態為空域告警 狀態的限制空域以及監控狀態為航班告警狀態的航班對象，可以將監控狀態 為航班告警狀態的航班對象以不同顏色區別于其他航班對象，然后以軟件形 式動態顯示。
本實施例航班狀態子單元推演得到航班狀態，航向子單元推演得到飛行 航向信息，監控狀態設置子單元推演得到監控狀態等，然后顯示模塊根據航 班位置信息、飛行航向信息以及各機場的欲離港和已進港的航班數目繪制所 有正在飛行的航班，根據監控狀態繪制告警的限制空域和航班對象，該航班 推演系統充分考慮了限制空域的影響，可以對已制定的航班計劃方案進行有 效評估，以保證已制定的航班計劃的科學性和合理性，有利于緩解空域壓力 并輔助管制員的工作。
圖4為本發明航班推演方法第一實施例的流程圖，如圖4所示，該航班 推演方法包括以下步驟
步驟100、獲取推演時間范圍內的航班對象集合和空域限制條件對象集合。
步驟200、根據所述航班對象集合推演出每個推演時刻下的航班動態， 所述航班動態包括航班號、航班位置信息、飛行航向信息和航班狀態。
步驟300、根據所述空域限制條件對象集合和航班對象集合設置每個推 演時刻下的監控狀態，所述監控狀態包括空域告警狀態和航班告警狀態。
步驟400、將所述航班動態和監控狀態發送至顯示模塊進行顯示。
推演模塊獲取航班對象集合、空域限制條件對象集合后，根據所述航班對象集合推演出每個推演時刻下的航班動態，根據所述空域限制條件對象集 合和航班對象集合設置每個推演時刻下所述限制空域的監控狀態后，將所述 航班動態和監控狀態發送至顯示模塊，顯示模塊則根據航班位置信息、飛行 航向信息以及各機場的欲離港和已進港的航班數目繪制所有正在飛行的航 班，根據監控狀態，繪制告警的限制空域以及監控狀態為航班告警狀態的航 班，然后以軟件形式動態顯示。具體地可以參照本發明航班推演系統的各實 施例中關于推演模塊的相關描述。
本實施例基于航班對象集合和空域限制條件對象集合對航班計劃進行動 態推演模擬，顯示推演得到的航班動態和監控狀態，可以有效的對已制定的 航班計劃方案進行評估，以保證已制定的航班計劃的科學性和合理性，有利 于緩解空域壓力和輔助管制員的工作。
圖5為本發明航班推演方法第二實施例的流程圖，如圖5所示，在本發 明航班推演方法第一實施例的基礎上，步驟IOO可以包括以下步驟
步驟IOI、獲取航班計劃數據、航班計劃航跡數據和空域限制條件數據, 所述航班計劃數據包括航班號、起落機場信息和飛越類型信息，所述航班計 劃航跡數據包括航班號、計劃的飛過各航跡點的時間隊列和地理位置信息，' 所述空域限制條件數據包括航路點信息、航路信息、機場信息和扇區信息。
步驟102、將所述推演時間范圍內的航班計劃數據和航班計劃航跡數據 封裝為航班對象集合。
步驟103、將所述推演時間范圍內的空域限制條件數據封裝為空域限制 條件對象集合。
數據獲取模塊查詢航班計劃數據庫、航班計劃航跡數據庫，獲取推演時 間范圍內的四種格式類型的數據正班計劃數據項、正班計劃航跡數據項、 臨時計劃數據項和臨班計劃航跡數據項。將所有符合推演時間范圍內的航班 計劃數據和航班計劃航跡數據封裝為基于航班號為唯一標識的航班對象集 合，其中航班計劃數據包括唯一標識航班對象的航班號、起落機場信息和飛越類型信息等，航班計劃航跡數據包括航班號、計劃的飛過各航跡點的時間 隊列和地理位置信息等。數據獲取模塊對空域限制條件數據庫進行查詢，獲
取推演時間范圍內的空域限制條件數據，包括航路點信息、航路信息、機 場信息、扇區信息(扇區單位時間的容量閥值序列列表)等，并分別獲取對 應的限制空域類型的建模信息，如航路點的經緯值、航路上的航路點的經緯 列表、以及扇區的邊界點的經絆序列等，然后將空域限制條件數據封裝轉換 為空域限制條件對象集合。最后將獲取并封裝后的航班對象集合和空域限制 條件對象集合分別發送給推演模塊。具體的可以參照本發明航班推演系統的 第二、第三實施例中關于數據獲擬漠塊的相關描述。
本實施例獲取并生成航班對象集合和空域限制條件對象集合后，推演得 到并顯示航班動態和監控狀態，充分考慮了限制空域的影響，可以對已制定 的航班計劃方案進行有效評估，以保證已制定的航班計劃的科學性和合理性， 有利于緩解空域壓力和輔助管制員的工作。
圖6為本發明航班推演方法第三實施例的流程圖，如圖6所示，在本發 明航班推演方法第一、第二實施例的基礎上，步驟200可以包括以下步驟
步驟201、根據所述航班對象集合中計劃的飛過各航跡點的時間隊列首 尾端點的值，判斷當前推演時刻下的航班狀態。
步驟202、根據所述航班對象集合中計劃的飛過各航跡點的時間隊列和 地理位置信息，推演出當前推演時刻下的航班對象的飛行航向信息。
步驟203、根據所述航班狀態和所述航班對象集合中航班對象的起落機 場信息、飛越類型信息推演出各機場當前推演時刻下的欲離港和已進港的航 班數目。
航班推演單元根據獲得的航班對象集合，遍歷各航班對象的航班計劃數 據如航班的計劃航跡信息的航班號、計劃的飛過各航跡點的時間隊列和各航 跡點的地理位置信息，推演出當前推演時刻下的航班對象的飛行航向信息； 接著根據各航跡點時間隊列和地理位置信息，釆用線性模型算法，可以計算出當前推演時刻下的中國空域正在飛行航班對象的航班位置信息和航向角； 再根據航班狀態和航班對象集合中航班對象的起落機場信息、飛越類型信息 可以推演出各機場當前推演時刻下的欲離港和已進港的航班數目。具體的可 以參照本發明航班推演系統的第二、第三實施例中關于航班推演單元及其子 單元的相關描述。
本實施例推演得到航班狀態、飛行航向信息等，用于顯示模塊的繪制過 程，考慮了限制空域的影響，可以對已制定的航班計劃方案進行有效評估， 以保證已制定的航班計劃的科學性和合理性，有利于緩解空域壓力并輔助管 制員的工作。
圖7為本發明航班推演方法第四實施例的流程圖，如圖7所示，在本發 明航班推演方法第一、第二、第三實施例的基礎上，步驟300可以包括以下 步驟
步驟301、遍歷所述空域限制條件對象集合的時間單元序列，將當前推 演時刻下15分鐘為單元的時隙容量閾值存入空域對象集合中作為限制空域 容量閾值。
步驟302、根據所述空域限制條件對象集合中的限制空域類型和所述航 班對象集合中每個航班號的航班位置信息推演出當前推演時刻下的限制空域 流量，所述限制空域類型包括航路點、航路、機場和扇區。
步驟303、若限制空域流量大于限制空域容量閾值，將限制空域的監控 狀態設置為空域告警狀態，將告警的限制空域內航班對象的監控狀態設置為 航班告警狀態。
限制空域分析單元根據接收到的空域限制條件對象集合中包括的空域限 制條件數據，如扇區、機場、航路點、航路單位時間的容量閥值等，計算當 前推演時刻下該限制空域內的容量閥值和空域流量，判斷空域流量是否超出 容量閥值。在空域流量未超出容量閾值時，該限制空域的狀態默認為正常狀 態，當空域流量超出容量閥值時，限制空域狀態為空域告警狀態，將限制空域內的航班對象的監控狀態更改為航班告警狀態。具體地可以參照本發明航 班推演系統第二、第三實施例中關于限制空域分析單元及其子單元的相關描 述。
本實施例計算出限制空域容量閾值、限制空域流量后，判斷并設置監控 狀態，充分考慮了限制空域的影響，可以對已制定的航班計劃方案進行有效 評估，可以保證已制定的航班計劃的科學性和合理性，有利于緩解空域壓力， 減輕了管制員的工作難度。
最后應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對 其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通 技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修 改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不 使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。
權利要求
1、一種航班推演系統，其特征在于，包括推演模塊，用于獲取推演時間范圍內的航班對象集合和空域限制條件對象集合，根據所述航班對象集合推演出每個推演時刻下的航班動態，根據所述空域限制條件對象集合和航班對象集合設置每個推演時刻下的監控狀態，將所述航班動態和監控狀態發送至顯示模塊，所述航班動態包括航班號、航班位置信息、飛行航向信息和航班狀態，所述監控狀態包括空域告警狀態和航班告警狀態；顯示模塊，用于顯示所述航班動態和監控狀態。
2、 根據權利要求1所述的航班推演系統，其特征在于，還包括 數據獲取模塊，用于獲取航班計劃數據、航班計劃航跡數據和空域限制條件數據，所述航班計劃數據包括航班號、起落機場信息和飛越類型信息， 所述航班計劃航跡數據包括航班號、計劃的飛過各航跡點的時間隊列和地理 位置信息，所述空域限制條件數據包括航路點信息、航路信息、機場信息和 扇區信息，將所述推演時間范圍內的航班計劃數據和航班計劃航跡數據封裝 為航班對象集合，將所述推演時間范圍內的空域限制條件數據封裝為空域限 制條件對象集合，將所述航班對象集合和空域限制條件對象集合發送至所述 推演模塊。
3、 根據權利要求1或2所述的航班推演系統，其特征在于，所述推演模 塊包括航班推演單元，用于根據所述航班對象集合推演出每個推演時刻下的航 班動態，將所述航班動態發送至顯示模塊；限制空域分析單元，用于根據所述空域限制條件對象集合和所述航班對 象集合推演出當前推演時刻下的限制空域容量閾值和限制空域流量，若所述 限制空域流量大于所述限制空域容量闊值，則將限制空域的監控狀態設置為 空域告警狀態，將告警的限制空域內航班對象的監控狀態設置為航班告警狀態。
4、 根據權利要求3所述的航班推演系統，其特征在于，所述航班推演單 元包括航班狀態子單元，用于根據所述航班對象集合中計劃的飛過各航跡點的 時間隊列首尾端點的值，判斷當前推演時刻下的^J爽狀態；航向子單元，用于根據所述航班對象集合中計劃的飛過各航跡點的時間 隊列和地理位置信息，推演出當前推演時刻下的4元班對象的飛行航向信息；航班數目子單元，用于根據所述航班狀態和所述航班對象集合中航班對 象的起落機場信息、飛越類型信息推演出各機場當前推演時刻下的欲離港和 已進港的航班數目；第一發送子單元，用于將當前推演時刻下的每個航班號的航班位置信息、 飛行航向信息以及各機場的欲離港和已進港的航班數目發送至所述顯示模 塊。
5、 根據權利要求3所述的航班推演系統，其特征在于，所述限制空域分 析單元包括限制空域容量閾值子單元，用于遍歷所述空域限制條件對象集合的時間 單元序列，將當前推演時刻下15分鐘為單元的時隙容量闊值存入空域對象集 合中作為限制空域容量閾值；限制空域流量子單元，用于根據所述空域限制條件對象集合中的限制空 域類型和所述航班對象集合中每個航班對象的航班位置信息推演出當前推演 時刻下的限制空域流量，所述限制空域類型包括航路點、航路、機場和扇區；監控狀態設置子單元，用于若所述限制空域流量大于所述限制空域容量 閾值，將限制空域的監控狀態設置為空域告警狀態，將告警的限制空域內航 班對象的監控狀態設置為航班告警狀態；第二發送子單元，用于將所述監控狀態發送至所述顯示模塊。
6、 根據權利要求4或5所述的航班推演系統，其特征在于，所述顯示模塊包括第一顯示單元，用于根據航班位置信息、飛行航向信息以及各機場的欲 離港和已進港的航班數目繪制所有正在飛行的航班；第二顯示單元，用于根據所述監控狀態，繪制監控狀態為空域告警狀態 的限制空域以及監控狀態為航班告警狀態的航班對象。
7、 一種4元班推演方法，其特征在于，包括 獲取推演時間范圍內的航班對象集合和空域限制條件對象集合； 根據所述航班對象集合推演出每個推演時刻下的航班動態，所述航班動態包括航班號、航班位置信息、飛行航向信息和航班狀態；根據所述空域限制條件對象集合和航班對象集合設置每個推演時刻下的監控狀態，所述監控狀態包括空域告警狀態和航班告警狀態； 將所述航班動態和監控狀態發送至顯示模塊進行顯示。
8、 根據權利要求7所述的航班推演方法，其特征在于，所述獲取推演時 間范圍內的航班對象集合和空域限制條件對象集合包括獲取航班計劃數據、航班計劃航跡數據和空域限制條件數據，所述航班 計劃數據包括航班號、起落機場信息和飛越類型信息，所述航班計劃航跡數 據包括航班號、計劃的飛過各航跡點的時間隊列和地理位置信息，所述空域 限制條件數據包括航路點信息、航路信息、機場信息和扇區信息；將所述推演時間范圍內的航班計劃數據和航班計劃航跡數據封裝為航班 對象集合；將所述推演時間范圍內的空域限制條件數據封裝為空域限制條件對象集合。
9、 根據權利要求7或8所述的航班推演方法，其特征在于，所述根據所 述航班對象集合推演出每個推演時刻下的航班動態包括根據所述航班對象集合中計劃的飛過各航跡點的時間隊列首尾端點的 值，判斷當前推演時刻下的航班狀態；根據所述航班對象集合中計劃的飛過各航跡點的時間隊列和地理位置信息，推演出當前推演時刻下的航班對象的飛行航向信息；根據所述航班狀態和所述航班對象集合中航班對象的起落機場信息、飛 越類型信息推演出各機場當前推演時刻下的欲離港和已進港的航班數目。
10、根據權利要求7或8所述的航班推演方法，其特征在于，所述根據 所述空域限制條件對象集合和航班對象集合設置每個推演時刻下的監控狀態 包括遍歷所述空域限制條件對象集合的時間單元序列，將當前推演時刻下15 分鐘為單元的時隙容量闊值存入空域對象集合中作為限制空域容量閾值；根據所述空域限制條件對象集合中的限制空域類型和所述航班對象集合 中每個航班號的航班位置信息推演出當前推演時刻下的限制空域流量，所述 限制空域類型包括4元路點、航路、機場和扇區；若所述限制空域流量大于所述限制空域容量閾值，將限制空域的監控狀 態設置為空域告警狀態，將告警的限制空域內航班對象的監控狀態設置為航 班告警狀態。
全文摘要
本發明涉及一種航班推演系統和方法，該航班推演系統包括推演模塊，用于獲取推演時間范圍內的航班對象集合和空域限制條件對象集合，根據所述航班對象集合推演出每個推演時刻下的航班動態，根據所述空域限制條件對象集合和航班對象集合設置每個推演時刻下的監控狀態，將所述航班動態和監控狀態發送至顯示模塊，所述航班動態包括航班號、航班位置信息、飛行航向信息和航班狀態，所述監控狀態包括空域告警狀態和航班告警狀態；顯示模塊，用于顯示所述航班動態和監控狀態。本發明基于航班對象集合和空域限制條件對象集合對航班計劃動態推演模擬，可以對制定的航班計劃有效評估，保證制定的航班計劃科學、合理，緩解空域壓力，輔助管制員工作。
文檔編號G08G5/00GK101533564SQ20091007845
公開日2009年9月16日 申請日期2009年2月23日 優先權日2009年2月23日
發明者軍 張, 輝 張, 晶 方, 朱衍波, 然 閆 申請人:民航數據通信有限責任公司;北京航空航天大學