[发明专利]一种基于历史容量相似特征的容量评估方法及设备

说明书

本发明公开了一种基于历史容量相似特征的容量评估方法及设备。所述方法针对待评估对象在待评估时段的运行特征，结合待评估对象已运行历史数据，准确评估相应的运行容量，具体包括：针对空域单元运行过程中的容量影响因素，构建容量相似特征模型，形成容量相似特征指标集合；获取评估对象历史数据，以容量相似特征指标集合为依据，采用聚类算法对分时段历史数据样本进行分类，生成当前评估对象的评估时段所属的容量相似时段样本集合；采用密度聚类算法对容量相似时段样本集合的历史容量值进行分类，以最大类簇为基础计算得到容量参考值。该方法以具体容量评估目标为驱动，对真实客观历史数据进行抽象、分析，从而使容量评估结果具有客观参考性。

技术领域

本发明涉及空管自动化技术领域，具体涉及一种空域容量的评估方法及设备。

背景技术

容量评估技术是空中交通管理的重要组成部分，容量评估的准确性直接影响到空域运行效率以及管制决策措施的执行效果。通过容量评估可以确定系统能够承受的最大通行量，是进行流量管理的主要依据之一。同时，容量评估也是空域规划的重要内容，通过容量评估提出空域结构优化、改进方案是有效利用空域资源的重要措施。

目前容量评估的方法主要有四类：基于管制员工作负荷的评估方法、基于历史统计数据分析的评估方法、基于数学计算模型的评估方法、基于计算机仿真的评估方法，其中，如何通过历史数据分析获取待评估对象的容量参考值是当前的热点问题。目前，通过历史数据进行容量评估主要采用包络分析法，通过对固定长度的样本集合进行整理筛选，基于样本集合的分布特征获取容量值。该容量值体现的是宏观的集合特征，样本集合的选取对于容量结果影响较大，使用过程中数据驱动性大于目的驱动性。并且该方法主要应用于事后容量分析，缺乏针对具体评估场景的容量预测能力，因此导致该方法的应用领域较为狭隘。

发明内容

发明目的：针对现有技术的不足，本发明提出一种基于历史容量相似特征的容量评估方法及设备，能够更贴近机场、扇区等空域单元实际容量变化趋势，给出准确的容量参考值。

技术方案：第一方面，提供一种基于历史容量相似特征的容量评估方法，包括以下步骤：

针对空域单元运行过程中的容量影响因素，构建容量相似特征模型，形成容量相似特征指标集合；

获取评估对象历史数据，以容量相似特征指标集合为依据，采用聚类算法对分时段历史数据样本进行分类，生成当前评估对象的评估时段所属的容量相似时段样本集合；

采用密度聚类算法对容量相似时段样本集合的历史容量值进行分类，以最大类簇为基础计算得到容量参考值。

其中，所述容量影响因素包括结构类因素、运行类因素和突发因素，所述结构类因素用于表征待评估对象的静态特征与容量的关系，是指将待评估对象抽象为带权网络后，从复杂网络的角度对待评估对象进行的统计分析；所述运行类因素用于表征待评估对象的动态特征与容量的关系，是指在特定航班计划的前提下，待评估对象在待评估时段内的宏观运行情况；所述突发因素用于表征待评估对象的随机特征与容量的关系，是指突发事件对待评估对象运行影响的量化度量。

进一步地，所述结构类因素指标集合为Des＝{K,P,De}，其中，非直线系数K是统计时段内航班飞行航线的起始、终止点之间的实际飞行长度与空间距离之比的均值，计算公式为m表示统计时段内在评估对象内飞行的航班数量，n表示第f个航班飞经的航段个数，d_fi表示第f个航班飞经的航段i的长度，d_min表示航线起讫点之间的空间距离；节点压力P表示统计时段内经过关键点的流量均值，计算公式为表示单位时间内经过航路点k的航班流量，num表示节点个数；节点度均值De表征空域结构的复杂度，计算公式为num表示节点个数，de_i表示与航路点i相连的航段个数；