[发明专利]一种基于恶劣气象条件的空域容量确定方法及装置

摘要

本发明提供了一种基于恶劣气象条件的空域容量确定方法及装置，该方法包括：首先，获取待分析空域的预测时段内气象数据，该气象数据用于表征恶劣气象条件；然后，根据气象数据对待分析空域的恶劣气象影响范围进行划设，并利用最小割最大流算法对恶劣气象条件下空域容量问题进行建模，构建得到待分析空域的圆形空域约束模型；利用迪杰斯特拉算法根据圆形空域约束模型确定待分析空域的最大空域容量。本发明实施例提供的空域容量确定方法能够快速、准确地确定出某个空域范围内确保飞机安全飞行的最大容量，尤其在气象条件不确定的情况下，有效地指导空中交通空管人员对相应的空域飞行飞机数量进行管控，从而保证空域内飞机安全、顺畅的飞行。

主权项

1.一种基于恶劣气象条件的空域容量确定方法，其特征在于，所述方法包括：获取待分析空域的预测时段内气象数据，所述气象数据用于表征恶劣气象条件；根据所述气象数据对所述待分析空域的恶劣气象影响范围进行划设，并利用最小割最大流算法对恶劣气象条件下空域容量问题进行建模，构建得到所述待分析空域的圆形空域约束模型；利用迪杰斯特拉算法确定圆形空域约束模型中上边界与下边界之间多条可行路径中一条最小割代价路径；如果所述最小割代价路径由多个长度为非整数的子线段组成，则根据公式确定所述最小割代价路径上包含的两两危险气象单元之间的距离，将各个所述两两危险气象单元之间的距离之和作为最短路径；如果所述最小割代价路径由多个长度为整数的子线段组成，则根据公式确定所述最小割代价路径上包含的两两危险气象单元之间的班机航线数量，将各个所述两两危险气象单元之间的班机航线数量之和作为所述最短路径；其中，l(i,j)表示危险气象单元i和j之间的距离，i和j分别表示不同的危险气象单元，ci表示序号为i危险气象单元的中心到标准点之间的距离，cj表示序号为j的危险气象单元的中心到标准点之间的距离，ri表示序号为i的危险气象单元的半径，rj表示序号为j的危险气象单元的半径，||·||表示欧几里得长度，l'(i,j)表示危险气象单元i和j之间的班机航线数量，w表示班机航线宽度，表示对·取整，为小于等于·的最大整数；如果所述气象数据满足确定气象预测模型，则将所述最短路径作为所述待分析空域的所述最大空域容量；如果所述气象数据满足随机气象预测模型，则根据方程组 E ( X ) = Σ K x k p k = Σ i = 1 n ∫ r i + r i - 1 ∞ f X ( x ) ( x - ( r i + r i + 1 ) ) d x var ( X ) = Σ K x k 2 p k - [ E ( X ) ] 2 = Σ i = 1 n ( ∫ r i + r i - 1 ∞ f X ( x ) ( x - ( r i + r i + 1 ) ) 2 d x - ( ∫ r i + r i - 1 ∞ f X ( x ) ( x - ( r i + r i + 1 ) ) ) 2 ) F X ( X ) = Σ k : x k ≤ x p k ]]>分别计算所述待分析空域的最大空域容量的期望值、方差和概率分布函数；其中，k表示随机气象预测模型中某一气象子模型，xk表示圆形空域约束模型为第k个气象子模型时对应的空域容量，pk表示圆形空域约束模型为第k个气象子模型的出现置信概率，X表示最大空域容量，E(X)表示最大空域容量的期望值，var(X)表示最大空域容量的方差，FX(X)表示最大空域容量的概率分布函数，fX(x)表示空域容量的概率密度函数，ri-1表示序号为i-1的危险气象单元的半径，ri表示序号为i的危险气象单元的半径，ri+1表示序号为i+1的危险气象单元的半径；输出所述待分析空域的所述最大空域容量，其中，所述最大空域容量为所述待分析空域内可最多容纳的预期飞机数量。