[发明专利]一种基于四维航迹运行的航班计划安全性判断预警方法

说明书

一种基于四维航迹运行的航班计划安全性判断预警方法，涉及空中交通技术领域。本发明为了解决目前还没有一种面向基于四维航迹运行的航班计划安全性的量化方法。本发明为每个航空器计算出在计划的每两个航路点之间的时空可达域，通过识别航空器潜在时空冲突区确定冲突发生的位置和时间，将各种不确定因素影响下的航空器运动视作无规则的布朗运动，计算出该航班计划下航空器的冲突概率，作为评估航班计划安全性的量化依据。通过对航班计划进行优化，可有效提高空中交通安全性、平衡高速增长的空中交通需求与有限的空域资源之间的矛盾。本发明用于航班计划安全性的判断预警。

技术领域

本发明涉及空中交通技术领域，具体涉及一种航班计划安全性判断方法。

背景技术

航班计划是航空公司产品的核心，是公司各项经营活动的基础，但它同时也是提供空中交通服务的重要依据。合理的航班计划对降低航空器潜在冲突风险，保障空中交通安全，平衡空域利用率具有重要意义。尤其在我国民用空域资源有限的条件下，随着空中交通需求的不断增长，空域资源愈发紧张，航空器之间对空域资源的争夺势必产生矛盾，带来冲突，严重影响了空中运输的服务质量，隐藏着巨大的安全隐患。

现行的空中交通管理系统下，航班计划的制定由航空公司完成，航空公司首要考虑的是航班计划的经济性和竞争力，关系到航班计划对空中交通安全性的并没有得到全面的、科学的评估。但随着空中交通需求的不断增长，对空域资源的需求增加，尤其是在基于四维航迹运行的背景下，允许航空器驾驶员在满足经过的航路点和各航路点到达时间的限制下自由地选择航迹，航迹选择自由度的增加给实时的航空器冲突探测与解脱工作带来了更大的挑战。因此，空中交通管理部门在对航班计划进行审核、批准的过程中，应该更加重视评估航班计划对空中交通安全性的影响，通过在航班起飞前对航班计划进行调整，尽量减小冲突概率，以期在战略阶段将潜在冲突风险降至最低，最大程度地确保空中交通安全。但是现有的方法还没有一种能够在空间得到最大限度利用的基础上的航班计划安全性判断或评估方法，从而导致了空中交通安全水平较低，管制员与飞行员工作负荷加重，有限的空域无法得到有效利用的问题。

发明内容

本发明为了解决目前还没有一种面向基于四维航迹运行的航班计划安全性量化方法。

一种基于四维航迹运行的航班计划安全性判断预警方法，包括下述步骤：

步骤一：在飞行前M个小时，提取航班A的航班计划F_A中的航空器型号、航路点、途经各航路点的计划时间、空域允许的航空器最大飞行速度限制信息；将每两个航路点形成的航路段编号为航路段r，r＝1，2，3，……，k；

步骤二：提取航班计划F_A涉及的空域配置信息，确定空域是否包含特殊空域；根据特殊空域的边界、位置和开放时间，生成时空特殊空域集L；

提取航班计划F_A涉及的空域气象信息，确定是否存在影响航空器开展飞行活动的恶劣天气区域；根据恶劣天气类型、预计的波及范围、发生时段、移动轨迹，生成时空恶劣天气影响区域集W；

步骤三：生成执行航班A的航空器在航路段r上的时空可达域R_Ar，r＝1，2，3，……，k，所有航路段上的时空可达域R_Ar的集合定义为该航空器执行航班计划F_A时的时空可达域，记作R_A；

步骤四：为有飞行任务的每个航空器A、B、…、N确定时空可达域R_A、R_B、…、R_N；

步骤五：判断航空器的时空可达域与各自对应的时空特殊空域集L、时空恶劣天气影响区域集W、其他航空器的时空可达域是否存在交集；

若交集为空集，无需进一步对该航班计划进行调整；