[发明专利]一种空中交通管制中期冲突的检测方法及装置

摘要

本发明提供了一种空中交通管制中期冲突的检测方法及装置，该方法包括：根据监控飞机组的误差类型分别确定各个飞机的保护区域；并确定各个飞机的飞行轨迹分布曲线；将确定出的飞行轨迹分布曲线输入至预先设定的飞机相遇概率模型，计算得到第二监控飞机进入第一监控飞机的保护区域的冲突概率；根据冲突概率和预设的阈值概率组合确定监控飞机组的冲突危险等级。本发明通过引入各种不确定因素轨迹分布曲线，并利用飞机相遇概率模型计算冲突概率，同时，引入阈值概率组合与该冲突概率进行对比来判断冲突危险等级，提高了空中交通中期冲突概率预测精度，为空中交通管制员空域冲突解脱提供参考。

主权项

1.一种空中交通管制中期冲突的检测方法，其特征在于，所述方法包括：获取监控飞机组的飞行参数、飞行存在的误差类型，其中，所述监控飞机组包括：第一监控飞机和第二监控飞机，所述飞行参数包括：当前地理位置参数、当前飞行航向参数、当前飞行速度、以及飞行计划，所述误差类型包括：装备引起的误差或者风力引起的误差；根据所述监控飞机组的所述误差类型分别确定所述监控飞机组中第一监控飞机的第一保护区域和第二监控飞机的第二保护区域；根据所述第一监控飞机的飞行参数和所述第一保护区域确定所述第一监控飞机在预设的检测时间内的第一飞行轨迹分布曲线、以及根据所述第二监控飞机的飞行参数和所述第二保护区域确定所述第二监控飞机在预设的检测时间内的第二飞行轨迹分布曲线；将确定出的所述第一飞行轨迹分布曲线和所述第二飞行轨迹分布曲线输入至预先训练的飞机相遇概率模型，计算得到所述第二监控飞机进入所述第一监控飞机的所述第一保护区域的冲突概率；根据所述冲突概率和预设的阈值概率组合确定所述监控飞机组的冲突危险等级，其中，所述阈值概率组合包括：第一阈值概率和第二阈值概率；其中，所述根据所述监控飞机组的所述误差类型分别确定所述监控飞机组中第一监控飞机的第一保护区域和第二监控飞机的第二保护区域包括：当所述误差类型为装备引起的误差时，将沿航线方向的最大位移为rAmax、沿航线交叉方向的最大位移为cAmax、沿航向方向与航向交叉方向构成的平面的垂直方向的最大位移为vAmax形成的立方体区域作为所述第一监控飞机的第一保护区域，以及将沿航线方向的最大位移为rBmax、沿航线交叉方向的最大位移为cBmax、沿航向方向与航向交叉方向构成的平面的垂直方向的最大位移为vBmax形成的立方体区域作为所述第二监控飞机的第二保护区域，其中，-rAmax≤rA≤rAmax，-cAmax≤cA≤cAmax，-vAmax≤vA≤vAmax，-rBmax≤rB≤rBmax，-cBmax≤cB≤cBmax，-vBmax≤vB≤vBmax；所述根据所述第一监控飞机的飞行参数和所述第一保护区域确定所述第一监控飞机在预设的检测时间内的第一飞行轨迹分布曲线包括：对所述第一保护区域进行离散化划分处理，将所述第一保护区域划分为k个子区域；根据第一计算公式计算所述第一监控飞机在第k个子区域轨迹分布概率，其中，所述第一计算公式为： p A k = 1 n A 2 n A 3 P [ r a A 1 - 1 ≤ r A ≤ r a A 1 ] = 1 n A 2 n A 3 r a A 1 - r a A 1 - 1 r A max - | r a A 1 2 - r a A 1 - 1 2 | 2 r A max 2 , i f 0 ∉ ( r a A 1 - 1 , r a A 1 ) r a A 1 - r a A 1 - 1 r A max - | r a A 1 2 + r a A 1 - 1 2 | 2 r A max 2 , i f 0 ∈ ( r a A 1 - 1 , r a A 1 ) ]]>其中，aA1表示第一监控飞机沿航线方向的划分点序号，nA1表示2rAmax的划分份数，nA2表示2cAmax的划分份数，nA3表示2vAmax的划分份数，表示在区间中的位移概率，表示从原点至划分点aA1的位移，表示从原点至划分点aA1-1的位移；根据计算得到的所述第一监控飞机在各个子区域的轨迹分布概率和所述第一监控飞机的飞行参数确定所述第一监控飞机在预设的检测时间内的第一飞行轨迹分布曲线；所述根据所述第二监控飞机的飞行参数和所述第二保护区域确定所述第二监控飞机在预设的检测时间内的第二飞行轨迹分布曲线包括：对所述第二保护区域进行离散化划分处理，将所述第二保护区域划分为k个子区域；根据第二计算公式计算所述第二监控飞机在第k个子区域轨迹分布概率，其中，所述第二计算公式为 p B k = 1 n B 2 n B 3 P [ r a B 1 - 1 ≤ r B ≤ r a B 1 ] = 1 n B 2 n B 3 r a B 1 - r a B 1 - 1 r B max - | r a B 1 2 - r a B 1 - 1 2 | 2 r B max 2 , i f 0 ∉ ( r a B 1 - 1 , r a B 1 ) r a B 1 - r a B 1 - 1 r B max - | r a B 1 2 + r a B 1 - 1 2 | 2 r B max 2 , i f 0 ∈ ( r a B 1 - 1 , r a B 1 ) ]]>其中，aB1表示第二监控飞机沿航线方向的划分点序号，nB1表示2rBmax的划分份数，nB2表示2cBmax的划分份数，nB3表示2vBmax的划分份数，表示在区间中的位移概率，表示从原点至划分点aB1的位移，表示从原点至划分点aB1-1的位移；根据计算得到的所述第二监控飞机在各个子区域的轨迹分布概率和所述第二监控飞机的飞行参数确定所述第二监控飞机在预设的检测时间内的第二飞行轨迹分布曲线；或者，当所述误差类型为风力引起的误差时，将半径为RAmax、高度为2HAmax形成的圆柱体区域作为所述第一监控飞机的第一保护区域，以及将半径为RBmax、高度为2HBmax形成的圆柱体区域作为所述第二监控飞机的第二保护区域，其中，风力矢量在第一监控飞机的Y–空间的投影的角向位移处于角度为的圆锥内，风力矢量在第二监控飞机的Y–空间的投影的角向位移处于角度为的圆锥内，0≤Δ≤π，q表示各个航路点的序号,0≤RA≤RAmax，-HAmax≤HA≤HAmax，0≤RB≤RBmax，-HBmax≤HB≤HBmax，所述根据所述第一监控飞机的飞行参数和所述第一保护区域确定所述第一监控飞机在预设的检测时间内的第一飞行轨迹分布曲线包括：对所述第一保护区域进行离散化划分处理，将所述第一保护区域划分为k个子区域；根据第三计算公式计算所述第一监控飞机在第k个子区域轨迹分布概率，其中，所述第三计算公式为 p A k = 1 n A Θ n A H P [ r b A 1 - 1 ≤ r A ≤ r b A 1 ] = 1 n A Θ n A H [ 2 ( r b A 1 - r b A 1 - 1 ) r A m a x - r b A 1 2 - r b A 1 - 1 2 r A max 2 ] , ]]>其中，bA1表示第一监控飞机沿径向位移方向的划分点序号，nAR表示RAmax的划分份数，nAΘ表示的划分份数，nAH表示2HAmax的划分份数，表示在区间中的位移概率，表示从原点至划分点bA1的位移，表示从原点至划分点bA1-1的位移；根据计算得到的所述第一监控飞机在各个子区域的轨迹分布概率和所述第一监控飞机的飞行参数确定所述第一监控飞机在预设的检测时间内的第一飞行轨迹分布曲线；所述根据所述第二监控飞机的飞行参数和所述第二保护区域确定所述第二监控飞机在预设的检测时间内的第二飞行轨迹分布曲线包括：对所述第二保护区域进行离散化划分处理，将所述第二保护区域划分为k个子区域；根据第四计算公式计算所述第二监控飞机在第k个子区域轨迹分布概率，其中，所述第四计算公式为 p B k = 1 n B Θ n B H P [ r b B 1 - 1 ≤ r B ≤ r b B 1 ] = 1 n B Θ n B H [ 2 ( r b B 1 - r b B 1 - 1 ) r B m a x - r b B 1 2 - r b B 1 - 1 2 r B max 2 ] , ]]>其中，bB1表示第二监控飞机沿径向位移方向的划分点序号，nBR表示RBmax的划分份数，nBΘ表示的划分份数，nBH表示2HBmax的划分份数，表示在区间中的位移概率，表示从原点至划分点bB1的位移，表示从原点至划分点bB1-1的位移；根据计算得到的所述第二监控飞机在各个子区域的轨迹分布概率和所述第二监控飞机的飞行参数确定所述第二监控飞机在预设的检测时间内的第二飞行轨迹分布曲线。