[发明专利]一种模型化开放式空管运行仿真系统与方法

说明书

本发明提供了一种模型化开放式空管运行仿真系统与方法，所述方法包括按需规划业务仿真模型，并进行标准化改造，配置参与仿真的模型，构建仿真环境、设置规则、制作仿真计划，启动仿真，仿真推演控制器调度控制业务仿真模型组、数据共享服务以时序和事件为驱动完成仿真场景的推演，评估分析模块统计分析并可视化展示分析结果，启动仿真回放，对推演过程进行可视化回放。本发明仿真模型可按需灵活加载和替换，开放性强，可应用于运行方案验证和技术验证场景，模型间耦合度低，仿真系统轻便灵活。

技术领域

本发明属于空中交通管制系统技术，特别涉及一种模型化开放式空管运行仿真系统与方法。

背景技术

随着航空运输业的迅猛发展，航班量和运行复杂度持续增大，对空中交通管理带来了诸多挑战，如何保障空中交通的高效、安全运行是当前关注的重点，一方面通过对空管运行环境(包括航路航线、空域等)进行合理规划、对运行规则策略等方案进行优化调整，另一方面通过技术手段提升辅助决策能力，如对进离场排序、机位分配等算法进行优化，以提高整体效率。对方案调整、算法优化的验证一般采用仿真的方法实现。目前主要采用的仿真系统和方法包括：一是集成业务系统，形成仿真环境，借助人在回路的仿真方法，二是借助国外商用快速仿真软件或是针对特定仿真验证需求定制算法级的验证程序进行数字化仿真的方法。人在回路的仿真方法对设备、人员要求较高，需要大量的人员、设备参与验证，复杂度和成本较高；数字化仿真方法采用国外商用软件其模型算法较为固定，无法对其中某个算法模型进行替换进而进行技术验证，灵活开放性差，采用算法级定制的手段应用场景较为单一，系统根据特定验证需求定制开发，算法模型复用性差，通用性弱。因此目前亟需一种模型化开放式，可根据仿真验证需求对模型灵活加载和替换的空管仿真系统和方法。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种灵活、开放、轻便，可同时支撑方案验证与技术验证的空管运行仿真系统与方法。

本发明提供了一种模型化开放式空管运行仿真系统，包括仿真监视控制器、空管环境建模模块、运行规则设置模块、仿真计划生成模块、仿真资源数据库、仿真推演控制器、业务仿真模型组、数据共享服务、评估分析模块。

所述仿真监视控制器提供仿真方案的统一管理、仿真进度的统一控制、仿真态势的可视化监控等功能。

所述空管环境建模模块提供仿真环境基础要素的建模功能，建模要素包括：航路点、航路航线、进离场航线、管制扇区、机场、跑道、滑行道、停机位、滑行道关键点。

所述运行规则设置模块提供仿真规则的配置功能，配置的规则包括：跑道运行规则、停机位使用规则、滑行道运行规则、扇区移交规则、航路点过点间隔规则。

所述仿真计划生成模块提供待仿真飞行计划的制作功能，飞行计划制作方式包括：人工交互式制作、基于城市对的批量制作。

所述仿真资源数据库用于对仿真方案、仿真评估信息进行存储，并提供客户端、服务端进程间的数据共享服务，共享的数据包括仿真方案数据、仿真评估数据，仿真方案数据包括空管环境要素数据、规则数据、仿真计划数据，仿真评估数据包括仿真运行的统计指标数据；

所述仿真推演控制器用于，提供对业务仿真模型组统一调度管理功能，接收业务仿真模型组内仿真模型的业务事件注册消息，维护业务事件注册表；接收仿真监视控制器的控制信息，向业务仿真模型组分发仿真控制信息以及推演和回放时序信息；提供业务事件信息的路由控制功能，根据业务事件注册表中注册的仿真模型间的信息关系，进行业务事件信息的路由转发；

业务事件注册表由一组可动态调整的业务事件关联序列REGT组成，业务事件注册表REGT描述为：REGT＝{(E₁,RL₁),(E₂,RL₂),...,(E_n,RL_n)}；