一种高速航路匝口构型及其调度方法技术

本发明专利技术公开了一种高速航路匝口构型，包含飞行等待区、过渡区域和预留区域，其中，飞行等待区为柱状三层建筑物，用于航空器等待进入主航路，通过过渡区域与所述预留区域相连；飞行等待区与主航路平行，距离主航路的距离大于等于预设的最低距离阈值；过渡区域用于引导航空器进入主航路；预留区域与主航路相接，用于航空器进行侧向速度的调整。本发明专利技术还公开了一种基于该高速航路匝口构型的调度方法，以调度在飞行等待区域的航空器进入高速航路。本发明专利技术结构简单，使用方便，避免了航空器进入高速航路时发生事故。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航路网络设计规划领域，尤其涉及一种高速航路匝口构型及其调度方 法。
技术介绍
随着航空客货运输量和飞行架次的逐年攀升，航空大国均面临着航路结构复杂、 主要航路拥堵的困境。为此，国际学者提出了区别于现有空域结构的新型航路网络一一高 速航路。高速航路是一种带状或管状空域结构的统称，主要设计思想是为高性能远程繁忙 航线开设的一种单向、无交叉、有特殊限制和优先权的空中高速通道，它连接大城市群之 间，从而使空中交通流平稳快速的通过。 类似于高速公路，匝口是飞机进出高速航路的通道，而目前关于高速航路匝口的 研宄相对较少，尤其是匝口的构型设计和运行方法。如果匝口设计不合理或调度方法不恰 当，匝口处航空器的汇入，必然会对主航路的运行安全产生影响。为此，本专利技术设计了一种 高速航路匝口构型及其相应的调度方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
中所涉及的缺陷，提供一种高速航路 匝口构型及其调度方法，以避免航空器进入高速航路时发生事故。 本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案： 一种高速航路匝口构型，包含飞行等待区、过渡区域和预留区域； 所述飞行等待区为柱状三层建筑物，用于航空器等待进入主航路，通过过渡区域 与所述预留区域相连； 所述飞行等待区与主航路平行，距离主航路的距离大于等于预设的最低距离阈 值； 所述过渡区域用于引导航空器进入主航路； 所述预留区域与主航路相接，用于航空器进行侧向速度的调整。 作为本专利技术一种高速航路匝口构型进一步的优化方案，所述飞行等待区三层的高 度分别为 FL370, FL360, FL350。 作为本专利技术一种高速航路匝口构型进一步的优化方案，所述过渡区域与主航路的 夹角为45度。 作为本专利技术一种高速航路匝口构型进一步的优化方案，所述预设的最低距离阈值 为 IOkm0 本专利技术还公开了一种基于该高速航路匝口构型的调度方法，包含以下步骤： 步骤1)，当飞行等待区存在等待进入主航路的航空器时，获取主航路中飞向航路 匝口的航空器的位置，并计算出各个航空器和航路匝口之间的距离； 步骤2)，判断步骤1)各个航空器和航路匝口之间的距离是否在预设的距离阈值 范围之外，如果各个航空器和航路匝口之间的距离均在预设的距离阈值范围之外，则执行 步骤3)，否则重新执行步骤1)，直至各个航空器和航路匝口之间的距离均在预设的距离阈 值范围之外； 步骤3)，将在飞行等待区等待的航空器放入过渡区域，使其匀速运动至预留区 域； 步骤4)，控制步骤3)中的航空器在预留区域保持纵向速度不变，横向变道进入主 航路。 本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果： 1.设计了一种高速航路匝口的基本构型，方便航空器进入高速航路； 2.针对所设计的匝口构型，设计其相应的调度方法，避免了航空器进入高速航路 时发生事故。【附图说明】 图1为本专利技术的方法流程图； 图2为高速航路匝口构型的俯视图； 图3为碰撞模板不意图； 图4为C航空器从A航空器尾部汇入主航路示意图； 图5为C航空器从B航空器前部汇入主航路示意图。【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明： 如图1所示，本专利技术公开了，首先设计出高 速航路匝口，然后基于该高速航路匝口对通过其进入高速航路的飞行器进行调度。 步骤1，设计高速航路匝口。 高速航路匝口构型包含飞行等待区、过渡区域和预留区域； 所述飞行等待区为柱状三层建筑物，用于航空器等待进入主航路，通过过渡区域 与所述预留区域相连； 所述飞行等待区与主航路平行，距离主航路的距离大于等于预设的最低距离阈 值； 所述过渡区域用于引导航空器进入主航路； 所述预留区域与主航路相接，用于航空器进行侧向速度的调整。 如图2所示，首先在高速航路一侧的匝口起点处设置一个飞行等待区S，S是一个 多层柱体结构，其顶层等待区Wl与主航路位于同一个高度层，然后在高速航路与匝口相连 一侧设置一段预留区域S3,预留区域S3与等待区S通过过渡区域S2相连接。当航空器执 行完等待程序便可进入过渡区域S2,运行至预留区域S3,调整速度，汇入高速航路的主航 路中。 步骤1-1 :确定等待区S的结构、所在高度层以及相对主航路的距离Dl。 FAA给出的高速航路高度层设置介于FL300-FL390之间，据此，可选择FL370高度 层设置主航路，等待区使用三个高度层，分别为FL370, FL360, FL350,等待区Wl与主航路位 于同一高度层，等待区W2设置在FL360,等待区W3设置在FL350,每一层最多安排一架航空 器执行等待程序。 本专利技术中，高速航路为一条单向单条航路，具有固定的宽度，主航路宽度20km，中 心线两侧各l〇km，航路两侧再分别设置IOkm的保护区，预留区域宽度与主航路宽度相等， 为20km。因此，等待区距离主航路一侧距离D 1S 10km。 步骤1-2 :确定过渡区S2的长度及其与主航路的夹角α。 (1)实际运行时，所有进入高速航路中的航空器具有相同的飞行性能，航空器在过 渡区S2中飞行时间相等且状态相同，彼此之间不存在超越行为。但在设计时，考虑不同航 空器i的飞行性能存在差异，飞行速度Vi不同，在过渡区S2中所需的运行时间ti不同（i =1，2, 3. · · ·)，vk= max {v J 因此 S2 的长度： L2^= L ' 2= VkXtk (2)为了方便航空器从过渡区域S2转向汇入预留区域S3中，S2区与主航路的夹 角可以设置为α = 45°。因此S2的长度：【主权项】1. 一种高速航路匝口构型，其特征在于，包含飞行等待区、过渡区域和预留区域； 所述飞行等待区为柱状三层建筑物，用于航空器等待进入主航路，通过过渡区域与所 述预留区域相连； 所述飞行等待区与主航路平行，距离主航路的距离大于等于预设的最低距离阈值； 所述过渡区域用于引导航空器进入主航路； 所述预留区域与主航路相接，用于航空器进行侧向速度的调整。2. 根据权利要求1所述的高速航路匝口构型，其特征在于，所述飞行等待区三层的高 度分别为FL370,FL360,FL350。3. 根据权利要求1所述的高速航路匝口构型，其特征在于，所述过渡区域与主航路的 夹角为45度。4. 根据权利要求1所述的高速航路匝口构型，其特征在于，所述预设的最低距离阈值 为IOkm05. 基于权利要求1所述的高速航路匝口构型的调度方法，其特征在于，包含以下步 骤： 步骤1)，当飞行等待区存在等待进入主航路的航空器时，获取主航路中飞向航路匝口 的航空器的位置，并计算出各个航空器和航路匝口之间的距离； 步骤2)，判断步骤1)各个航空器和航路匝口之间的距离是否在预设的距离阈值范围 之外，如果各个航空器和航路匝口之间的距离均在预设的距离阈值范围之外，则执行步骤 3)，否则重新执行步骤1)，直至各个航空器和航路匝口之间的距离均在预设的距离阈值范 围之外； 步骤3)，将在飞行等待区等待的航空器放入过渡区域，使其匀速运动至预留区域； 步骤4)，控制步骤3)中的航空器在预留区域保持纵向速度不变，横向变道进入主航 路。【专利摘要】本专利技术公开了一种高速航路匝口构型，包含飞行等待区、过渡区域和预留区域，其中，飞行等待区为柱状三层建筑物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速航路匝口构型，其特征在于，包含飞行等待区、过渡区域和预留区域；所述飞行等待区为柱状三层建筑物，用于航空器等待进入主航路，通过过渡区域与所述预留区域相连；所述飞行等待区与主航路平行，距离主航路的距离大于等于预设的最低距离阈值；所述过渡区域用于引导航空器进入主航路；所述预留区域与主航路相接，用于航空器进行侧向速度的调整。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王世锦，隋东，曹希，郦晴云，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32