[发明专利]空中立交桥架构设计方法

权利要求书

1.一种空中立交桥架构设计方法，其特征在于：所述的空中立交桥架构设计方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)首先将经过初步判断准备搭建空中立交桥的空中交叉点处的各进入航路交通量按大小进行降序排列，然后从中选取交通量最大的那条航路r，r＝1,2,…,s，并按照小时流量统计中最大的飞机架次数来确定需要使用的高度层数m；

2)根据上述步骤1)获得的需要使用的高度层数m，按照该条航路r上的飞机架次每小时流量-(m-1)·8来更新流量数据，若更新后的流量数值小于零，按零计算；

3)采用上述更新后的流量数据计算该空中交叉点的复杂度和碰撞风险值，并根据空中交叉点的复杂度和碰撞风险值计算出空中交叉点的分级指标值I；

4)判断上述步骤3)计算出的空中交叉点的分级指标值I是否小于200，若判断结果是大于等于200，说明该航路r上需要搭建新的空中立交桥，然后选择第二大交通量的进入航路，并重复上述步骤1)至步骤3)，并按本步骤方法判断第二大交通量的航路是否需要搭建新的空中立交桥，如此往复，直到空中交叉点的分级指标值I小于200；由此确定出该空中交叉点处哪些航路上需要搭建空中立交桥以及搭建的高度层数；

5)计算该空中交叉点处空中立交桥的作用距离L，该作用距离L由桥区半径L₁和飞机改变一次高度所需距离L_P确定；

6)计算相邻空中交叉点的桥区半径L'₁

7)判断该空中交叉点与相邻空中交叉点之间的航路距离S₂是否小于L'₁+L_p+L₁，如果判断结果为是，在两个空中交叉点之间搭建高架桥,否则管制员根据空中态势和需要正常调配高度。

2.根据权利要求1所述的空中立交桥架构设计方法，其特征在于：在步骤1)中，所述的需要使用的高度层数m的计算公式为：

其中，n为小时流量统计中最大的飞机架次数。

3.根据权利要求1所述的空中立交桥架构设计方法，其特征在于：在步骤3)中，所述的采用更新后的流量数据计算该空中交叉点的复杂度和碰撞风险值，并根据空中交叉点的复杂度和碰撞风险值计算出空中交叉点的分级指标值I的方法为；

3.1)设定空中交叉点的分级指标值及其计算模型；

空中交叉点的分级指标值由空中交叉点的复杂度和碰撞风险值确定，如下式所示：

I＝k₁·Comp+k₂·CR (1)

其中，I为空中交叉点的分级指标值；Comp和CR分别表示空中交叉点的复杂度和碰撞风险值；k₁和k₂分别为复杂度和碰撞风险值的权重，其中k₁＝0.2；k₂＝0.8；

3.2)根据空中交叉点物理结构和运行流量分布建立空中交叉点的复杂度计算模型，并计算出空中交叉点的总体复杂度；

空中交叉点的复杂度计算模型如下：

Comp_q,t＝Comp_e,q,t+Comp_w,q,t (4)

其中，f_ei,q,t,l，f_ej,q,t,l分别表示在单位时间t，空中交叉点q的第i条航路在高度层l向东方向的流量和在单位时间t，空中交叉点q的第j条航路在高度层l向东方向的流量i,j＝1,...,n；

f_wi,q,t,l，f_wj,q,t,l分别表示在单位时间t，空中交叉点q的第i条航路在高度层l向西方向的流量和在单位时间t，空中交叉点q的第j条航路在高度层l向西方向的流量i,j＝1,...,m；

Comp_e,q,t表示t时间内，向东方向汇聚在空中交叉点q处的复杂度；

Comp_w,q,t表示t时间内，向西方向汇聚在空中交叉点q处的复杂度；

Comp_q,t表示t时间内，空中交叉点q整体的复杂度；

k_t表示t时间内，根据流量情况所赋予的复杂性权重；

Comp_q表示空中交叉点q的总体复杂度；

3.3)建立空中交叉点的碰撞风险值计算模型，并计算出空中交叉点总的碰撞风险值；

空中交叉点总的碰撞风险值的计算公式为，单位：次数/小时：

其中，Ni为单个高度层上交叉或汇聚飞行形成的飞机对数，P_iMAX为单个高度层上两架飞机碰撞风险概率的最大值；

3.4)将步骤3.2)确定的空中交叉点的总体复杂度和步骤3.3)确定的空中交叉点总的碰撞风险值代入步骤3.1)中的分级指标值计算模型，计算出空中交叉点的分级指标值I。