專利名稱：一種基于動態空域容量的飛行流量告警方法及其系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于空中交通管制領域，具體涉及空域管理系統和空中交通流量管理系統中的飛行流量告警的方法，即一種基于動態空域容量的飛行流量告警方法及其系統。
背景技術：
隨著飛行需求的快速增長，空中交通擁擠現象日益嚴重，合理利用空域資源，進行空中交通流量管理是行之有效的解決方法。空域容量是飛行流量告警的標準，科學客觀地確定空域容量是進行飛行流量告警的基礎和前提，其準確性直接影響到流量監控實施的效^ ο確定空域容量主要有使用仿真模型、使用管制員工作負荷和使用數學計算模型三種方法，使用仿真模型確定空域容量時仿真模型構造復雜，資金投入較大，周期較長；使用管制員工作負荷確定空域容量時管制員的個體差異對結果的準確性影響較大；使用數學計算模型確定空域容量時僅按照空域結構確定空域容量，沒有考慮其他影響因素。上述三種方法都是在理想環境條件下考慮靜態因素對空域的影響確定空域容量的方法，沒有考慮空域使用過程中動態因素(如氣象條件)對空域容量影響，目前的飛行流量告警方法主要根據靜態空域容量判定空域流量是否需要告警，不能夠根據空域使用環境的變化動態更新飛行流量告警標準，使用不夠靈活，準確性有待提高。
發明內容
本發明的目的在于針對現有飛行流量告警方法的不足，綜合考慮各種靜態因素和動態因素對空域容量的影響，提供一種基于動態空域容量的飛行流量告警方法及其系統， 本發明能夠更全面地考慮各種因素，在流量監控中動態確定空域容量，以動態空域容量為標準進行飛行流量告警。本發明提供的一種基于動態空域容量的飛行流量告警方法，其特征在于，該方法包括下述步驟第1步獲取需要進行飛行流量監控的空域數據，數據包括各空域內可用航線數量、縱向安全間隔、主流機型所占比率、氣象條件值、主用航線飛行平均速度以及主用航線利用率；第2步建立空域容量模型，確定空域容量與空域容量影響因子、主用航線飛行平均速度、縱向安全間隔以及主用航線利用率之間的關系；第3步將空域容量模型中的空域容量影響因子按照線性加權綜合法構造綜合決策函數，使用極差標準化方法計算各因素影響系數；第4步確定空域容量影響因子各因素實際權重首先采用熵值法，得出影響因子中各因素的計算權重，然后結合預先設定的初始參考權重計算實際權重；第5步根據計算出來的空域容量影響因子各因素實際權重和各因素影響系數，計算空域容量影響因子；
第6步利用計算得到的空域容量影響因子和第1步獲取的各空域內主用航線飛行平均速度、縱向安全間隔、主用航線利用率，根據第2步建立的空域容量模型確定空域容量；第7步實時統計各空域內飛行流量，比較空域容量與空域內飛行流量的大小，進行飛行流量告警；第8步每隔一個預先設定的時間周期，實時采集氣象條件值，重復第3步至第7 步，直至系統停止工作。本發明提供的一種基于動態空域容量的飛行流量告警系統，其特征在于，該系統包括數據庫、氣象數據處理模塊、空域容量確定模塊、飛行情報處理模塊、空域飛行流量統計模塊和飛行流量告警模塊；數據庫用于存儲各空域內可用航線數量、縱向安全間隔、飛行的主流機型所占比率、主用航線飛行平均速度、主用航線利用率；氣象數據處理模塊提供各空域內實時氣象條件值；空域容量確定模塊利用數據庫和氣象數據處理模塊中的數據計算確定空域容量；飛行情報處理模塊用于提供飛機進出各空域的通報；空域飛行流量統計模塊從飛行情報處理模塊實時獲取飛機進出空域通報，統計飛
行流量信息；飛行流量告警模塊從空域容量確定模塊獲取空域容量，從空域飛行流量統計模塊獲取空域流量，通過比較進行告警。本發明有以下有益效果(1)本發明的飛行流量告警方法基于客觀數據分析，綜合考慮了多種因素對空域容量的影響，能夠增強流量告警的科學性和合理性。(2)本發明的飛行流量告警方法能夠獲取動態空域容量，根據環境變化動態改變告警標準，能夠提高流量告警的準確性。(3)本發明的飛行流量告警方法流程簡單，便于操作，結果比較客觀準確。
圖1是本發明基于動態空域容量的飛行流量告警方法流程示意圖；圖2是本發明空域飛行流量統計與告警方法流程示意圖；圖3是本發明基于動態空域容量的飛行流量告警系統結構示意圖。
具體實施例方式為了更好地理解本發明的方案，以下對本發明的實施方式作進一步描述如圖1所示，說明了本發明的方法流程圖，具體步驟如下第一步空域數據采集與處理設有η個需要進行流量監控的空域，N= {1,2,...,η}表示空域組成的集合，需要獲取的空域數據如下(1)各空域內可用航線數量氏，i e N(最大值為Rmax = HiaxiRiL i e N，最小值為Rmin = min{Rj, i e N)；(2)各空域內縱向安全間隔Si, i e N(最大值為Smax = max{Sj, i e N，最小值為 Smin = min{Sj , i e N)；(3)各空域內飛行的主流機型所占比率Mi, i e N (最大值為Mmax = HiaxiMJ，i e N， 最小值為 Mmin = Hiinmj，i e N)；(4)各空域內氣象條件值Wi, i e N，例如可作如下設置I類氣象條件值0.9，II類氣象條件值0. 6，III類氣象條件值0. 3，最大值為Wmax = 0. 9，最小值為Wmin = 0. 3)；(5)上述四項數據對空域容量的影響，即權重 (j = 1，2，3，4)，如初始參考權重可設置為{0. 2,0. 3,0. 1,0. 4}；(6)各空域內主用航線飛行平均速度Vi ；(7)各空域內主用航線利用率r”第二步建立空域容量模型對于空域i (i e N)建立空域容量模型表示如下
權利要求
1.一種基于動態空域容量的飛行流量告警方法，其特征在于，該方法包括下述步驟 第1步獲取需要進行飛行流量監控的空域數據，數據包括各空域內可用航線數量、縱向安全間隔、主流機型所占比率、氣象條件值、主用航線飛行平均速度以及主用航線利用率；第2步建立空域容量模型，確定空域容量與空域容量影響因子、主用航線飛行平均速度、縱向安全間隔以及主用航線利用率之間的關系；第3步將空域容量模型中的空域容量影響因子按照線性加權綜合法構造綜合決策函數，使用極差標準化方法計算各因素影響系數；第4步確定空域容量影響因子各因素實際權重首先采用熵值法，得出影響因子中各因素的計算權重，然后結合預先設定的初始參考權重計算實際權重；第5步根據計算出來的空域容量影響因子各因素實際權重和各因素影響系數，計算空域容量影響因子；第6步利用計算得到的空域容量影響因子和第1步獲取的各空域內主用航線飛行平均速度、縱向安全間隔、主用航線利用率，根據第2步建立的空域容量模型確定空域容量； 第7步實時統計各空域內飛行流量，比較空域容量與空域內飛行流量的大小，進行飛行流量告警；第8步每隔一個預先設定的時間周期，實時采集第1步中的氣象條件值，重復第3步至第7步，直至系統停止工作。
2.根據權利要求1所述的基于動態空域容量的飛行流量告警方法，其特征在于，第1步具體包括下述過程設有η個需要進行流量監控的空域，N= {1,2,...,η}表示空域組成的集合，需要獲取的空域數據如下各空域內可用航線數量Ri, i e N，最大值為Rmax = HiaxiRJ, i eN，最小值為Rmin = min{Rj，i e N ；各空域內縱向安全間隔Si, i e N，最大值為Smax = max{SJ，i e N，最小值S^lin = min{Sj，i e N ；各空域內飛行的主流機型所占比率，Mi, i e N，最大值為Mmax = HiaxiMiLi e N，最小值為 Mmin = HiiniMJ，i e N；各空域內氣象條件值Wi, i e N；上述四項數據對空域容量的影響，即權重…，j = 1,2,3,4； 各空域內主用航線飛行平均速度Vi ； 各空域內主用航線利用率
3.根據權利要求2所述的基于動態空域容量的飛行流量告警方法，其特征在于，第2步中，對于空域i建立空域容量模型如式I 。崎式I式中，Ci表示空域i的容量，Wi表示空域i的容量影響因子，Vi表示各空域內主用航線飛行平均速度，Si表示各空域內縱向安全間隔，r,表示各空域內主用航線利用率。
4.根據權利要求3所述的基于動態空域容量的飛行流量告警方法，其特征在于，第3步中，綜合決策函數為式II
5.根據權利要求4所述的基于動態空域容量的飛行流量告警方法，其特征在于，第4步中具體包括下述過程每個空域四個因素特征值向量表示為Wi = {wn, wi2, wi3, wi4}，Wij為經過極差標準化后的第i個空域中第j個因素的影響系數，利用特征值向量Wi通過熵值法得出第j個因素計算權重bp結合初始參考值…得出實際權重為式IV
6.根據權利要求5所述的基于動態空域容量的飛行流量告警方法，其特征在于，第5步中，將式IV計算出來的空域容量影響因子中各因素實際權重Cl、c2, c3, c4,以及式III計算出來的各因素影響系數wn、wi2、&、wi4代入式II，計算出空域i的容量影響因子K。
7.根據權利要求6所述的基于動態空域容量的飛行流量告警方法，其特征在于，第 6步中，將空域i的容量影響因子Wi和第1步中的初始值Vi、r” Si代入空域容量模型6=義#，確定空域i的容量。
8.根據權利要求7所述的基于動態空域容量的飛行流量告警方法，其特征在于，第7步包括下述具體過程實時獲取每個空域內的飛行流量，設空域i初始飛行流量Fi = 0，收到飛機進入空域i 的通報，則對應的空域i飛行流量加LFi = Fi+1，收到飛機退出空域i的通報，則對應的空域i飛行流量減LFi = Fi-I;監視每個空域的狀態，獲取空域i的容量Ci,比較空域i的容量Ci與此刻的飛行流量 Fi,如果Fi >= Ci,則產生告警信息。
9. 一種基于動態空域容量的飛行流量告警系統，其特征在于，該系統包括數據庫、氣象數據處理模塊、空域容量確定模塊、飛行情報處理模塊、空域飛行流量統計模塊和飛行流量告警模塊；數據庫用于存儲各空域內可用航線數量、縱向安全間隔、飛行的主流機型所占比率、主用航線飛行平均速度、主用航線利用率；氣象數據處理模塊提供各空域內實時氣象條件值；空域容量確定模塊利用數據庫和氣象數據處理模塊中的數據計算確定空域容量； 飛行情報處理模塊用于提供飛機進出各空域的通報；空域飛行流量統計模塊從飛行情報處理模塊實時獲取飛機進出空域通報，統計飛行流 M.fn 息；飛行流量告警模塊從空域容量確定模塊獲取空域容量，從空域飛行流量統計模塊獲取空域流量，通過比較進行告警。
全文摘要
本發明公開了一種基于動態空域容量的飛行流量告警方法及其系統。通過對需要進行流量監控的多個空域數據進行采集與處理，建立空域容量模型，對空域容量各因素影響系數進行標準化處理，結合熵值法和初始參考值計算空域容量各影響因素實際權重，確定空域容量，實時統計空域內飛行流量，每隔一個時間周期動態更新空域容量，比較空域容量和空域內飛行流量大小，如果滿足條件則產生告警。本發明基于客觀數據分析，綜合考慮了多種因素對空域容量的影響，在使用中動態更新空域容量，能夠增強流量告警的科學性和合理性，提高流量告警的準確性，方法流程簡單，便于操作。
文檔編號G08G5/00GK102568249SQ201110430808
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月20日 優先權日2011年12月20日
發明者何志峰, 楊曙輝, 羅文三, 陳爽 申請人:中國船舶重工集團公司第七0九研究所