一種機場環境容許空中交通量評估方法
【技術領域】
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[0001]本發明涉及一種機場環境容許空中交通量評估方法，具體涉及機場污染物濃度評估方法、污染物濃度與機場起降架次的關聯方法和機場環境容許空中交通量的確定方法。
【背景技術】
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[0002]對機場服務能力進行全面、準確的評估，有利于安全、合理的利用機場資源。機場容量是衡量機場服務能力的重要指標之一，目前主要是基于機場各空域單元的物理結構、管制運行環境和管制員工作負荷等評估得到。隨著空中交通量的迅速增加和人們環保意識的增強，對空中交通所產生的環境影響日益關注，尤其是需要控制機場航空活動排放的污染氣體濃度，以保障機場及附近的生態環境穩定和人類生活健康。
[0003]國內外學者主要從航班延誤角度研究機場空域容量評估方法，并沒有考慮空中交通流量的增長對機場附近環境的影響，其研究目前尚為空白，但環境承受能力是有限的，為保證空中交通的持續穩定發展，環境容量是不可逾越的鴻溝，因此機場環境容許空中交通量是亟需開展的重要研究。
【發明內容】
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[0004]本發明提供一種機場環境容許空中交通量評估方法，其在獲取所評估機場的氣象條件和航班流的歷史數據基礎上，分析其基本特征，計算機場各污染物的濃度分布，找出最大機場污染物濃度對應的評估場景，依托該評估場景，根據流量分布特性，進行飛行流增量，建立飛行流量與污染物濃度最大值的關聯關系，對應環境空氣質量標準限制，計算機場環境容許空中交通量。
[0005]本發明采用如下技術方案:一種機場環境容許空中交通量評估方法，包括如下步驟:
[0006](I)分析機場運行航班流特性、氣象條件特性，選取典型的航班流特征和最不利的氣象條件作為評估場景；
[0007](2)計算機場小時、日和年污染物濃度分布；
[0008](3)按照機場流量比例和機型分布特點，針對小時和天進行航班增量處理，建立小時、日平均污染物濃度最大值與機場流量的關系；
[0009](4)根據環境空氣質量標準，確定機場環境容許小時空中交通流和機場環境容許日空中交通量。
[0010]進一步地，所述步驟(I)包括以下分步驟:
[0011](1.1)讀取歷史航班飛行計劃數據，以5分鐘為時間片統計分析全天各時間片的流量 Nj，je{l，2，……,288}；
[0012](1.2)讀取歷史氣象數據統計各風向下的風頻(Di)和風速(Vi)，繪制玫瑰風向圖，計算污染系數Indexi = Di/Vi，ie {I，2，......，16}；
[0013](1.3)根據Indexi進行排序，選取影響最大排名前5的風向。
[0014]進一步地，所述步驟(2)包括以下分步驟:
[0015](2.1)計算航空器不同運行階段下，不同類型污染源的污染物m在各時間片j的排放強度SSm;
[0016](2.2)建立污染物濃度評估坐標系(X，Y，Z);
[0017](2.3)計算各風向下任一評估點(x，y，z)的污染物m的濃度大小；
[0018](2.4)找出評估范圍內所有評估點的濃度最大值；
[0019](2.5)對比找出形成污染物濃度最大的氣象條件。
[0020]進一步地，所述步驟(3)包括以下分步驟:
[0021 ] (3.1)根據流量分布特點和機型比例，對航班進行增量處理；
[0022](3.2)以影響最大的氣象條件為基礎，計算不同增量下的小時平均污染物濃度最大值和日平均污染物濃度最大值；
[0023](3.3)建立小時平均污染物濃度最大值與機場流量的關系；
[0024](3.4)建立日平均污染物濃度最大值與機場流量的關系。
[0025]進一步地，所述步驟(4)包括以下分步驟:
[0026](4.1)根據《環境空氣質量標準》的要求，找出各污染物的濃度小時和日限定值；
[0027](4.2)根據小時平均污染物濃度最大值與機場流量的關系，求出小時限定值對應的航班流量，該流量為機場環境容許小時空中交通量；
[0028](4.3)根據日平均污染物濃度最大值與機場流量的關系，求出日限定值對應的航班流量，該流量為機場環境容許日空中交通量。
[0029]本發明具有如下有益效果:本發明機場環境容許空中交通量評估方法彌補了國內外在機場環境容許空中交通量評估技術研究上的空白，在獲取氣象條件和航班流的歷史數據基礎上準確計算出機場環境容許小時、日空中交通量。
【附圖說明】
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[0030]圖1為本發明核心原理圖。
[0031]圖2為機場環境容許空中交通量計算圖。
【具體實施方式】
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[0032]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。
[0033]圖1為本發明的核心原理圖。圖2為機場環境容許空中交通量計算流程圖。本發明機場環境容許空中交通量評估方法，包括以下步驟:(I)分析機場運行航班流特性、氣象條件特性，選取典型的航班流特征和最不利的氣象條件作為評估場景；(2)計算機場小時、日和年污染物濃度分布；(3)按照機場流量比例和機型分布特點，針對小時和天進行航班增量處理，建立小時、日平均污染物濃度最大值與機場流量的關系；(4)根據環境空氣質量標準，確定機場環境容許小時空中交通流和機場環境容許日空中交通量。
[0034]其中步驟(I)包括以下分步驟:(1.1)讀取歷史航班飛行計劃數據，以5分鐘為時間片統計分析全天各時間片的流量Npje {I，2，……，288}; (1.2)讀取歷史氣象數據統計各風向下的風頻(Di)和風速(Vi)，繪制玫瑰風向圖，計算污染系數Indexi = Di/Vi，i e {I,
2,......,16}; (1.3)根據Indexi進行排序，選取影響最大排名前5的風向。
[0035]其中步驟(2)包括以下分步驟:(2.1)計算航空器不同運行階段下，不同類型污染源的污染物m在各時間片j的排放強度SSm; (2.2)建立污染物濃度評估坐標系(X，Y，Z);(2.3)計算各風向下任一評估點(x，y，z)的污染物m的濃度大小；(2.4)找出評估范圍內所有評估點的濃度最大值;(2.5)對比找出形成污染物濃度最大的氣象條件。
[0036]其中步驟(3)包括以下分步驟:(3.1)根據流量分布特點和機型比例，對航班進行增量處理；(3.2)以影響最大的氣象條件為基礎，計算不同增量下的小時平均污染物濃度最大值和日平均污染物濃度最大值；(3.3)建立小時平均污染物濃度最大值與機場流量的關系；(3.4)建立日平均污染物濃度最大值與機場流量的關系。
[0037]其中步驟(4)包括以下分步驟:(4.1)根據《環境空氣質量標準》的要求，找出各污染物的濃度小時和日限定值；(4.2)根據小時平均污染物濃度最大值與機場流量的關系，求出小時限定值對應的航班流量，該流量為機場環境容許小時空中交通量；(4.3)根據日平均污染物濃度最大值與機場流量的關系，求出日限定值對應的航班流量，該流量為機場環境容許日空中交通量。
[0038]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下還可以作出若干改進，這些改進也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種機場環境容許空中交通量評估方法，其特征在于:包括如下步驟 (1)分析機場運行航班流特性、氣象條件特性，選取典型的航班流特征和最不利的氣象條件作為評估場景； (2)計算機場小時、日和年污染物濃度分布； (3)按照機場流量比例和機型分布特點，針對小時和天進行航班增量處理，建立小時、日平均污染物濃度最大值與機場流量的關系； (4)根據環境空氣質量標準，確定機場環境容許小時空中交通流和機場環境容許日空中交通量。2.如權利要求1所述的機場環境容許空中交通量評估方法，其特征在于:所述步驟(I)包括以下分步驟 (1.1)讀取歷史航班飛行計劃數據，以5分鐘為時間片統計分析全天各時間片的流量Nj，je{l，2，……,288}； (1.2)讀取歷史氣象數據統計各風向下的風頻(Di)和風速(V1),繪制玫瑰風向圖，計算污染系數 Indexi = Di/Vi，i e {I，2，……,16}； (1.3)根據Indexi進行排序，選取影響最大排名前5的風向。3.如權利要求2所述的機場環境容許空中交通量評估方法，其特征在于:所述步驟(2)包括以下分步驟 (2.1)計算航空器不同運行階段下，不同類型污染源的污染物m在各時間片j的排放強度 SSm; (2.2)建立污染物濃度評估坐標系(X，Y，Z); (2.3)計算各風向下任一評估點(X，y,z)的污染物m的濃度大小； (2.4)找出評估范圍內所有評估點的濃度最大值； (2.5)對比找出形成污染物濃度最大的氣象條件。4.如權利要求3所述的機場環境容許空中交通量評估方法，其特征在于:所述步驟(3)包括以下分步驟 (3.1)根據流量分布特點和機型比例，對航班進行增量處理； (3.2)以影響最大的氣象條件為基礎，計算不同增量下的小時平均污染物濃度最大值和日平均污染物濃度最大值； (3.3)建立小時平均污染物濃度最大值與機場流量的關系； (3.4)建立日平均污染物濃度最大值與機場流量的關系。5.如權利要求4所述的機場環境容許空中交通量評估方法，其特征在于:所述步驟(4)包括以下分步驟 (4.1)根據《環境空氣質量標準》的要求，找出各污染物的濃度小時和日限定值； (4.2)根據小時平均污染物濃度最大值與機場流量的關系，求出小時限定值對應的航班流量，該流量為機場環境容許小時空中交通量； (4.3)根據日平均污染物濃度最大值與機場流量的關系，求出日限定值對應的航班流量，該流量為機場環境容許日空中交通量。
【專利摘要】本發明提供一種機場環境容許空中交通量評估方法，包括如下步驟：(1)分析機場運行航班流特性、氣象條件特性，選取典型的航班流特征和最不利的氣象條件作為評估場景；(2)計算機場小時、日和年污染物濃度分布；(3)按照機場流量比例和機型分布特點，針對小時和天進行航班增量處理，建立小時、日平均污染物濃度最大值與機場流量的關系；(4)根據環境空氣質量標準，確定機場環境容許小時空中交通流和機場環境容許日空中交通量。本發明機場環境容許空中交通量評估方法彌補了國內外在機場環境容許空中交通量評估技術研究上的空白，在獲取氣象條件和航班流的歷史數據基礎上準確計算出機場環境容許小時、日空中交通量。
【IPC分類】G08G5/00
【公開號】CN105679103
【申請號】CN201610149618
【發明人】田勇, 萬莉莉, 王湛, 葉博嘉, 李 杰, 殷潤澤, 應世杰
【申請人】南京航空航天大學
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年3月16日