区域管制扇区数量估算方法技术

本发明专利技术涉及一种区域管制扇区数量估算方法。区域管制扇区数量估算方法利用研究提出的管制负荷分析、扇区运行容量、飞行保障架次、运行安全及效率等关键模型与方法，运用仿真软件以及区域管制扇区运行情况、航路航线分布、旺季航班数量、空域运行特点和现行间隔规定等建立仿真模型，在此基础上提出划设扇区的科学建议，为开展基于飞行保障量预测数据下的区域管制扇区总保障架次的扇区数量估算及划设研究提供了理论方法基础。

Estimation method of the number of regional control sectors

【技术实现步骤摘要】
区域管制扇区数量估算方法
本专利技术涉及区域管制领域，具体涉及一种区域管制扇区数量估算方法。
技术介绍
容量评估的方法有许多种，各有利弊。利用计算机仿真评估的结果取决于仿真模型和输入数据的准确性，其结果准确程度高，是容量评估的重要依托手段和发展方向，但是受现有技术和资金的限制，尚不能得到广泛应用。从各地现有的手段和技术来看，基于管制员工作负荷的雷达模拟机评估方法、基于历史统计数据分析的评估方法及基于数学计算模型的评估方法较为简单可行，得出的数据也较准确。基于计算机仿真模型的评估方法。该方法适用最大容量和运行容量的评估，其优点为结果准确性高；缺点是仿真模型构造和使用需要投入的技术支持和资金较大，评估周期较长。目前，国际上较为流行的此类软件，一是美国联邦航空局的SIMMOD软件，二是美国波音公司的软件，在机场和空域的仿真以及实际容量的评估方面有较多的应用。基于管制员工作负荷的雷达模拟机评估方法。该方法适用于最大容量和运行容量的评估，其优点为方法简单易行，可操作性强，结果较为准确；缺点为管制员的个体差异和模拟环境对结果的准确性影响较大。基于历史统计数据分析的评估方法。该方法适用于最大容量的评估，其优点为方法便于操作，结果较为准确；缺点为数据收集困难，数据量大，样本数据的数量和质量直接影响结果的正确性；置信度仅有经验数值，需要根据不同情况由资深管制员进行确定。基于数学计算模型的评估方法。该方法适用于结合最后进近阶段的跑道最大容量的评估。主要为时间一空间分析数学模型，其优点为简单快速投入少，容量评估结果较为准确；缺点为仅能评估一条跑道的容量，人为因素没有量化考虑。如何解决上述问题，是目前亟待解决的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种区域管制扇区数量估算方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种区域管制扇区数量估算方法。包括：建立区域管制扇区模型；对区域管制扇区模型的各扇区管制负荷进行分析，获取区域各扇区的管制负荷数据；依据区域各扇区的管制负荷数据进行运行容量估算；获取历史总保障架次数据，并依据历史总保障架次数据计算最终保障架次；以最终保障架次为基础，选取全年运行高峰时段，计算出每日保障架次，依据运行容量，计算出扇区数量；依据扇区数量计算结果对区域管制扇区的安全性和效率进行分析。本专利技术的有益效果是，本专利技术提供了一种区域管制扇区数量估算方法。区域管制扇区数量估算方法包括：建立区域管制扇区模型；对区域管制扇区模型的各扇区管制负荷进行分析，获取区域各扇区的管制负荷数据；依据区域各扇区的管制负荷数据进行运行容量估算；获取历史总保障架次数据，并依据历史总保障架次数据计算最终保障架次；以最终保障架次为基础，选取全年运行高峰时段，计算出每日保障架次，依据运行容量，计算出扇区数量；依据扇区数量计算结果对区域管制扇区的安全性和效率进行分析。利用研究提出的管制负荷分析、扇区运行容量、飞行保障架次、运行安全及效率等关键模型与方法，运用仿真软件以及区域管制扇区运行情况、航路航线分布、旺季航班数量、空域运行特点和现行间隔规定等建立仿真模型，在此基础上提出划设扇区的科学建议，为开展基于飞行保障量预测数据下的区域管制扇区总保障架次的扇区数量估算及划设研究提供了理论方法基础。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术所提供的区域管制扇区数量估算方法的流程图。图2是仿真模型编订的具体内容。图3是具体航班在全天的分布情况图。图4是最终的仿真运行效果图。图5是各扇区小时管制负荷在全天的分布情况图。图6是管制负荷类型的分布情况图。图7是对散点数据进行回归处理得到的关系图。图8是区域全天空域内各类型的冲突分布情况图。图9是潜在冲突位置分布情况图。图10是冲突严重程度占比图。图11是航路点小时流量对比情况图。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。实施例1如图1所示，本实施例1提供了一种区域管制扇区数量估算方法。区域管制扇区数量估算方法利用研究提出的管制负荷分析、扇区运行容量、飞行保障架次、运行安全及效率等关键模型与方法，运用仿真软件以及区域管制扇区运行情况、航路航线分布、旺季航班数量、空域运行特点和现行间隔规定等建立仿真模型，在此基础上提出划设扇区的科学建议，为开展基于飞行保障量预测数据下的区域管制扇区总保障架次的扇区数量估算及划设研究提供了理论方法基础。具体步骤如下：S110：建立区域管制扇区模型；S120：对区域管制扇区模型的各扇区管制负荷进行分析，获取区域各扇区的管制负荷数据；S130：依据区域各扇区的管制负荷数据进行运行容量估算；S140：获取历史总保障架次数据，并依据历史总保障架次数据计算最终保障架次；S150：以最终保障架次为基础，选取全年运行高峰时段，计算出每日保障架次，依据运行容量，计算出扇区数量；S160：依据扇区数量计算结果对区域管制扇区的安全性和效率进行分析。管制员工作负荷与区域扇区数量有着紧密的关系，为决定扇区数量，首先必须考虑管制工作负荷的计算方法。在管制过程中，管制员发出的每一条管制指令和接受飞行员的指令复诵都需要耗费一定的时间。对于每一个管制员来说，个人能力是有限的，工作负荷过重或不足，都不利于人的能力发挥。工作负荷不足是对资源的浪费；而工作负荷过重通常会让管制员顾此失彼，无法正确给出指令并严重危及空中交通安全。管制员工作负荷水平是空域结构、交通组成、管制能力和管制程序等多种影响因素的综合体现，是确定规划空域扇区数量的重要依据。航空器在管制区内的飞行时间是上述影响因素综合作用的结果。基于管制员工作负荷定义，步骤S120中的管制负荷包括：基本管制负荷、冲突管制负荷、协调管制负荷、高度改变负荷、改高度层管制负荷；其中，基本管制负荷为仿真数据中转移负荷，由扇区内的航班数量和扇区的飞行时间决定，具体计算方法：WLM＝N+AT×F；式中，N表示统计时段内飞过扇区的有效航班数；F表示调整因子；B为调整系数；AT示扇区内航空器的平均飞行时间；P表示转弯点因子，单位为架次；M表示活动因子，单位为架次/分钟；冲突管制负荷WLCF是基于仿真运行中探测的航空器之间的冲突确定的，计算公式为：式中，表示冲突调整因子，根据冲突类型冲突调整因子共分为9类，表示冲突严重程度系数，根据和实际间隔的差距分为4个等级，同样也对应4种严重程度系数；协调负荷WLC是基于用户定义的管制移交的动作决定的，反映了扇区移交过程中带来的负荷值的大小，计算公式为：式中，NC1表示离开扇区的航班数，NC2表示进入扇区的航班数，表示离开扇区协调动作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种区域管制扇区数量估算方法，其特征在于，包括：/n建立区域管制扇区模型；/n对区域管制扇区模型的各扇区管制负荷进行分析，获取区域各扇区的管制负荷数据；/n依据区域各扇区的管制负荷数据进行运行容量估算；/n获取历史总保障架次数据，并依据历史总保障架次数据计算最终保障架次；/n以最终保障架次为基础，选取全年运行高峰时段，计算出每日保障架次，依据运行容量，计算出扇区数量；/n依据扇区数量计算结果对区域管制扇区的安全性和效率进行分析。/n

【技术特征摘要】
1.一种区域管制扇区数量估算方法，其特征在于，包括：
建立区域管制扇区模型；
对区域管制扇区模型的各扇区管制负荷进行分析，获取区域各扇区的管制负荷数据；
依据区域各扇区的管制负荷数据进行运行容量估算；
获取历史总保障架次数据，并依据历史总保障架次数据计算最终保障架次；
以最终保障架次为基础，选取全年运行高峰时段，计算出每日保障架次，依据运行容量，计算出扇区数量；
依据扇区数量计算结果对区域管制扇区的安全性和效率进行分析。


2.如权利要求1所述的区域管制扇区数量估算方法，其特征在于，所述对区域管制扇区模型的各扇区管制负荷进行分析，获取区域各扇区的管制负荷数据的方法中的管制负荷包括：
基本管制负荷、冲突管制负荷、协调管制负荷、高度改变负荷、改高度层管制负荷；
其中，基本管制负荷为仿真数据中转移负荷，由扇区内的航班数量和扇区的飞行时间决定，具体计算方法：
WLM＝N+AT×F；









式中，N表示统计时段内飞过扇区的有效航班数；F表示调整因子；B为调整系数；AT示扇区内航空器的平均飞行时间；P表示转弯点因子，单位为架次；M表示活动因子，单位为架次/分钟；
冲突管制负荷WLCF是基于仿真运行中探测的航空器之间的冲突确定的，计算公式为：



式中，表示冲突调整因子，根据冲突类型冲突调整因子共分为9类，表示冲突严重程度系数，根据和实际间隔的差距分为4个等级，同样也对应4种严重程度系数；
协调负荷WLC是基于用户定义的管制移交的动作决定的，反映了扇区移交过程中带来的负荷值的大小，计算公式为：



式中，NC1表示离开扇区的航班数，NC2表示进入扇区的航班数，表示离开扇区协调动作调整因子，进入扇区协调动作调整因子，χ表示协调动作的类型；
高度改变负荷WLLC是基于高度许可指令的类型确定的，主要表征扇区内航空器改变高度带来的负荷，计算公式为：



式中，表示第i类高度许可改平指令次数，表示对应的高度许可改平指令对应的调整因子；i1＝1表示改平指令，i1＝2表示爬升指令，i1＝3表示下降指令；
改高度层负荷WLFL是基于高度层改变指令的类型确定，表征扇区内航空器改变高度层带来的负荷值，计算公式为：



式中，表示第i...

【专利技术属性】
技术研发人员：田文，孙浩，张颖，胡明华，张洪海，尹嘉男，杨磊，羊钊，胡彬，郭怡杏，宋津津，杨帆，
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