[发明专利]一种终端空域空中交通动态容量预测系统及其方法

摘要

本发明公开了一种获取终端空域基本运行容量的方法，该方法运用人类动力学模型及机器学习，对扇区容量进行修正，准确获取终端空域的基本运行容量；本发明还公开了一种终端空域空中交通动态容量的预测方法，增加了对具体终端空域的交通流信息，历史天气及预报天气的分析，使得获取的终端空域容量预测信息更准确；本发明还公开了一种终端空域空中交通容量预测系统，包括数据采集模块、数据处理模块、控制模块、显示模块；该系统用于实现获取终端空域基本运行容量的方法及实现终端空域空中交通动态容量的预测方法；本发明提高航空公司航班计划制定的有效性和准确性，并为空管单位根据动态容量分布确实预战术阶段的空中交通有效管制提供了依据。

主权项

1.一种获取终端空域基本运行容量的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1.将所述终端空域划分为多个扇区，根据各扇区的管制通讯历史数据，确定各扇区的容量，其中第k个扇区容量用下式计算：C_WSk=z_1k+z_2k+z_3k，其中z_1k,z_2k,z_3k分别为所述终端空域第k个扇区中航班进港架次、离港架次、飞越航班架次，k=1,2,...,N_S，N_S为终端空域所划分的扇区总数；步骤2.构建各扇区基本空中交通要素矩阵U=[u₁,u₂,…u₁₄]^T；其中u₁,u₂,…u₁₄分别为航空器数量、航空器速度、交通流量比率、巡航交通量、占用率、航路之间的交叉角、每小时的交通量、爬升/下降交通量、水平冲突量、上升冲突量、交叉点的数量、垂直间隔、水平纵向间隔、航空器侧向间隔的最小距离；步骤3.构建各扇区历史管制工作负荷矩阵W=[wl₁,wl₂,…wl₅]^T，其中，wl₁,wl₂,…wl₅分别为飞行数据管理及雷达显示操作的工作负荷、协调管制工作负荷、飞行冲突搜寻与解决工作负荷、例行工作的标准无线电通话的工作负荷、雷达监视工作负荷；步骤4.以基本空中交通要素矩阵U=[u₁,u₂,…u₁₄]^T、历史管制工作负荷矩阵W=[wl₁,wl₂,…wl₅]^T作为输入，理想的管制工作负荷矩阵W′=[wl₁′,wl₂′,…wl₅′]^T作为输出，训练BP神经网络，其中wl₁′,wl₂′,…wl₅′分别为理想的飞行数据管理及雷达显示操作的工作负荷、协调管制工作负荷、飞行冲突搜寻与解决工作负荷、例行工作的标准无线电通话的工作负荷、雷达监视工作负荷；步骤5：利用训练好的BP神经网络，确定各扇区修正系数为其中应用该修正系数及终端空域的各扇区容量C_WSk，计算修正后的各扇区基本运行容量C_SK=E×C_WSk，并根据终端空域划分的扇区数量N_S，计算终端空域的基本运行容量