一种全国飞行流量时空分布预测推演系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种全国飞行流量时空分布预测推演系统及方法，预测推演系统包括空域结构模块、基础数据模块、飞行需求预测模块、飞行流量时空分布推演预测模块以及分析显示模块，前三个模块用于存储与维护全国飞行流量相关数据，后三个模块面向全国飞行流量预测推演的实际分析与应用；该方法在对全国机场对未来飞行需求进行预测的基础上，构建未来典型日全国初始飞行计划，以此为基础实现对全国飞行流量的推演预测，得到各类空域单元在容量限制、空域限制、通航影响等条件下的飞行流量时空分布；切实为我国新改建机场、航路及扇区结构优化以及航班时刻制定等提供决策依据，提升战略飞行流量管理决策的合理性和科学性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及空中交通流量管理与规划领域，特别涉及一种全国飞行流量时空分布预测推演技术。
技术介绍
随着我国航空运输的快速发展，空域与飞行需求之间的矛盾日益突出，目前空域运行管理模式和流量控制方法难以满足持续增长的飞行流量需要。为提升我国飞行流量管理水平，推进精细化、科学化的飞行流量管理机制，亟需攻克全国飞行流量预测推演技术，一方面能提供全国飞行需求预测数据，有利于从国家层面全局把握我国未来一段时间内的飞行需求，为新改建机场、航路及扇区结构优化调整以及全国航班时刻制定等提供数据支持；另一方面，能对未来全国飞行流量进行时空推演，并能给出现行空域条件下的延误分布，有利于挖掘空中交通运行瓶颈，并能对规划的空域及流量管理方案进行仿真评估。目前在飞行需求预测方面的理论研究成果较为丰富，但鲜有能运用于我国空中交通实际工程中的技术，国外已逐步建立并完善了飞行需求预测滚动更新机制，但鉴于我国空中交通管理模式特殊，无法照搬国外先进技术；此外，在广空域飞行流量推演方面的理论研究较少，现有研究本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全国飞行流量时空分布预测推演系统，其特征在于，所述的系统包括空域结构模块、基础数据模块、飞行需求预测模块、飞行流量时空分布推演模块以及结果显示模块，其中：(1‑1)所述空域结构模块存储并维护包括机场、扇区、航路、关键点空域单元的经纬度以及空域单元关联关系在内的空域数据及其对应的图形信息；(1‑2)所述基础数据模块用于融合并管理空中交通流量数据、社会经济数据、其它交通运输方式相关数据基础数据；(1‑3)所述飞行需求预测模块接收空域结构模块和基础数据模块提供的相应信息，预测并更新全国飞行需求；(1‑4)所述飞行流量时空分布预测推演模块接收飞行需求预测模块的数据结果，并结合基础数据库中历史典型日...

【技术特征摘要】
1.一种全国飞行流量时空分布预测推演系统，其特征在于，所述的系统包括空域结构模
块、基础数据模块、飞行需求预测模块、飞行流量时空分布推演模块以及结果显示模块，其
中：
(1-1)所述空域结构模块存储并维护包括机场、扇区、航路、关键点空域单元的经纬度
以及空域单元关联关系在内的空域数据及其对应的图形信息；
(1-2)所述基础数据模块用于融合并管理空中交通流量数据、社会经济数据、其它交通
运输方式相关数据基础数据；
(1-3)所述飞行需求预测模块接收空域结构模块和基础数据模块提供的相应信息，预测
并更新全国飞行需求；
(1-4)所述飞行流量时空分布预测推演模块接收飞行需求预测模块的数据结果，并结合
基础数据库中历史典型日的飞行计划数据，生成预测年份典型日的初始全国机场飞行计划；
基于空域容量限制，采用传统飞行航迹预测方法，分别推演得到机场容量受限下、扇区容量
受限下全空域受限下的全国飞行流量时空分布；也可以根据用户需求，预测不同空域限制、
通航影响场景下的全国飞行流量时空分布结果；
(1-5)所述结果显示模块根据实际工程目的，结合全国飞行需求预测及飞行流量时空分
布推演结果，并实现图表结果显示及可视化仿真推演显示。
2.一种全国飞行流量时空分布预测推演方法，其特征在于，该方法包括：
阶段一：提取机场对飞行需求综合影响因子，建立全国机场对飞行需求预测方法，实现
全国机场对年飞行需求预测；阶段二：根据机场对飞行流量分布规律，对机场以年飞行需求
为基础创建预测年典型日全国机场初始飞行计划，运用基于容量受限的全国飞行流量推演方
法，实现全国飞行流量时空分布预测。
3.根据权利要求2所述的一种全国飞行流量时空分布预测推演方法，其特征在于，
对机场以年飞行需求为基础创建预测年典型日全国机场初始飞行计划，具体步骤如下：
(2-2-1-1)针对机场i，将与机场i通航的机场集记为Ai，依据国际交通领域通用标准，
记当前年份中第19位高峰日为当年典型日，机场对(i,j)(j∈Ai)在年份t的典型日飞行量记为
全年该机场对的飞行总量为因此，采用份额模型计算该机场对在预测年k的典型日
飞行需求为其中，为预测年k机场对(i,j)的飞行需求；
(2-2-1-2)按照进离场分别统计机场i与通航的机场j之间的小时飞行量，记当前年份t
典型日24个小时时段内的进场(j→i)、离场(i→j)航班量为[A1,A2,......,A24]和

\t[D1,D2,......,D24]，计算预测年k机场对(i,j)飞行需求增幅则机场i到机场j
每小时起飞航班增量[αD1,αD2,......,αD24]；
(2-2-1-3)在机场i典型日飞行计划基础上以小时为单位依次寻找时间片内的最大空闲时
隙插入增量的第k架起飞航班，标记统计机场i到机场j的平均飞行时间赋
予起飞航班在目的机场的落地时间，标记重复(2-2-1-3)，直至完成所
有增量航班的时刻分配；
(2-2-1-4)根据上述机场i与通航机场j的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪海，杨磊，陈丹，胡明华，李印凤，张颖，薛磊，丛玮，
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