[发明专利]一种基于历史数据的航班预达时刻估算方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于历史数据的航班预达时刻估算方法及系统，包括历史飞行数据采集模块、飞机类型划分模块、聚合空间划分模块、特征飞行路径划分模块、概率分布计算模块、到达时间预测模块和显示输出模块。本发明通过历史运行数据按照不同类型飞机进行聚合分析，然后分类并计算得到特征飞行路径及数据分布概率，进而计算得到预测到达时间及时间方差，提高了航班到达时刻的预测精度和偏差大小，有利于航班飞行实时指导与实时监视，对提升航班准点率和改善航班保障与运行效率具有重要数据支撑与指导，可提升航班飞行资源分配效率与任务规划。

技术领域

本发明涉及航班运行领域，尤其涉及一种基于历史数据的航班预达时刻估算方法及系统。

背景技术

民航业务量的逐年增长对航班运行水平提出了更高的要求，尤其是航空公司航班准点率、机场运行效率方面。航班到达时刻的准确估计有利于提高机场和航空公司的运行效率和安全水平，对提升航班准点率、改善航班保障与运行效率、优化资源分配与任务规划具有重要而直接的意义。当前，航班到达时刻估计准确率不够理想，基于历史数据的大数据分析为航班预达时刻估计提供了新方法，丰富的航班运行历史数据库也为基于数据挖掘的预测方法提供了充足的数据支撑。

发明内容

针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种基于历史数据的航班预达时刻估算方法及系统，通过历史运行数据按照不同类型飞机进行聚合分析，然后分类并计算得到特征飞行路径及数据分布概率，进而计算得到预测到达时间及时间方差，提高了航班到达时刻的预测精度和偏差大小，有利于航班飞行实时指导与实时监视。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种基于历史数据的航班预达时刻估算方法，包括：

S1、按飞机的结构重量对飞机进行类型划分，划分为三种类型飞机，飞机的结构重量在80吨以下划分为A型飞机，飞机的结构重量在80～170吨划分为B型飞机，飞机的结构重量在170吨以上划分为C型飞机；

S2、分别采集不同类型飞机的历史飞行数据，针对不同类型飞机的历史飞行数据根据历史飞行数据中的飞行路径特点依据水平方向的飞行路径分别统计计算飞行路径的聚合点，并划分出飞行路径聚合空间以及子飞行路径聚合空间；

S3、通过聚类算法将飞行路径聚合空间和子飞行路径聚合空间分别进行飞行路径分类，并计算出特征飞行路径；

S4、根据历史飞行数据中飞行路径聚合空间与子飞行路径聚合空间内的各个飞行航迹的平均飞行速度和飞行时间匹配特征飞行路径计算数据分布规律；

S5、基于步骤S4中计算得出的数据分布标准，根据实际飞机速度，计算得到飞机实际飞行所需的预测时间及置信度，将各个飞行路径的时间相加得出最终的预测到达时间和时间方差ΔT。

为了更好地实现本发明，本发明航班预达时刻估算方法步骤S2中飞行路径的聚合点聚合方法如下：

基于同一航线区域，对同一航线下的全部N条航迹路径数据以某一航路点或路径点为中心计算其包含其他N-1条航迹路径数据的航迹路径点的最小半径r；然后遍历其全部航路点和路径点，得出所有点的最小半径r的数组，拟合曲线为f(x)；对曲线求导f′(x)＝0，保留最小半径r值较小的点，并且其最小半径r值较小的点所构成飞行路径占整条航迹路径需小于25％；最终得到同一航线下的飞行路径的聚合点。

作为优选，本发明航班预达时刻估算方法步骤S2中飞行路径聚合空间及子飞行路径聚合空间划分方法如下：

根据飞行路径的聚合点对同一航线下的飞行路径划分出飞行路径聚合空间及子飞行路径聚合空间，子飞行路径聚合空间位于飞行路径聚合空间内。

作为优选，本发明航班预达时刻估算方法步骤S3中飞行路径聚类方法如下：