基于高度层与飞机类型的航路利用率评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于高度层与飞机类型的航路利用率评估方法，其以不同高度层航路对不同类型飞机具有不同的适用性及这些飞机具有不同的对航路的利用率作为构建条件构建了评估模型，所述评估模型优选为航路利用率＝δ

【技术实现步骤摘要】
基于高度层与飞机类型的航路利用率评估方法
本专利技术涉及航路利用率的

技术介绍
航路利用率是飞机对空域环境的利用能力，是空域利用程度的指标。获得精确的航路利用率是了解航路资源利用程度的基础。而航路利用率在不同时段、不同航路上存在差异，且随飞机类型、飞行高度的不同不断发生变化，通过常规统计难以得到准确结果。近年来，现有技术对航路利用率的研究多集中于研究短时利用率，且是以确定的时间、空间条件为基础，研究航路容量利用率，并未实现时间、空间及容流三个角度的综合研究。如部分现有技术提出了基于流量需求的航路短时利用率计算模型，部分现有技术建立了基于高度层的航路短时利用率模型，部分现有技术建立了综合区域管制空域利用率计算模型。以上模型均只能计算短时利用率，且未考虑高度层对不同类型飞机的适用性不同对航路利用率的影响，未实现多维影响因素的综合评估。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种新的航路利用率评估方法，其可获得高精度的航路利用率结果，并对不同高度层的不同类型飞机均适用。为实现上述目的，本专利技术首先提出了如下的技术方案：基于高度层与飞机类型的航路利用率评估方法，其通过评估模型对航路利用率进行评估，所述评估模型包括以下构建条件：在航路上飞行时，飞机间保持一定间隔以满足安全运行的需要；飞机在航路上飞行时，按照标准的飞行高度层飞行；在环境条件确定的情况下，不同类型的飞机具有不同的一个或两个最佳巡航高度层；相同类型的飞机在不同高度层上飞行时，平均巡航速度存在差异，飞机对航路的利用率不同；不同类型的飞机在相同高度层上飞行时，对航路的利用率不同；不同类型飞机在各高度层上飞行的频率不同，对各高度层的航路资源的利用率不同；其中，航路的高度层分为：最佳高度层FL，适用高度层[FL1,FL]与[FL,FL2]，较适用高度层[FL3,FL1]与[FL2,FL4]，较不适用高度层[FL5,FL3]与[FL4,FL6]，及不适用高度层FL5以下与FL6；飞机的类型分为：大型机、中型机和小型机。在一些优选实施方式中，通过如下的评估模型对航路利用率进行评估：航路利用率＝δ1×航路时间利用率+δ2×航路空间利用率+δ3×航路容量利用率，其中，δ1、δ2、δ3分别表示航路时间利用率、航路空间利用率、航路容量利用率在航路利用中的权重值。在一些优选实施方式中，所述航路时间利用率通过如下的航路时间利用率模型获得：其中，t表示飞机的实际运行时间，其通过统计在固定航路段的某一高度层上、有飞机飞行的时间片获得，T表示飞机的可用总飞行时间。在一些优选实施方式中，所述航路空间利用率通过如下的航路空间利用率模型获得：其中，l表示飞机的实际占用空间，其通过统计在给定时间片内某一高度层上、有飞机飞行的航路段获得，L表示飞机的可用总空间。在一些优选实施方式中，所述航路容量利用率通过如下的航路容量利用率模型获得：其中，f表示飞机的实际流量，其通过统计在给定时间片内某一高度层给定航路段上、飞行的飞机数量获得，F表示飞机的最大容量。在一些优选实施方式中，所述飞机的实际流量f通过如下的模型获得：其中，fij表示不同类型飞机在不同高度层的实际流量；且所述飞机的最大容量F通过如下的模型获得：其中，Fij表示不同类型飞机在不同高度层的最大容量。在一些优选实施方式中，所述时间片的划分过程为：将给定的时段[0,Tt]划分为若干时间片[0,T1]，[T1,T2]，…，[Tt-1,Tt]，其中每个时间片的长度为飞机飞越最小标准间隔所需的时间。在一些优选实施方式中，所述航路段的划分过程为：将给定的航路[0,Ll]划分为若干航路段[0,L1]，[L1,L2]，…，[Ll-1,Ll]，其中每个航路段的长度为飞机间的最小标准间隔。在一些优选实施方式中，所述权重值通过CRITIC权重法确定。在一些优选实施方式中，所述评估模型如下：其中，fl表示全部高度层，nl表示全部航路段，nt表示全部时间片。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术针对各高度层对不同类型飞机的适用性不同的现状，提出了一种新的基于高度层与飞机类型的航路利用率评估方法。本专利技术融合了时间、空间、容流三个因素，考虑了各高度层对不同类型飞机的适用性的差异，获得的评估模型其计算精度高于一般的航路利用率模型。本专利技术创新性的研究了各高度层对不同类型飞机的适用性，得到了更高效准确的评估模型。附图说明图1为具体实施方式所述航路利用率获取流程示意图。图2为具体实施方式所述航路时间利用率获取流程示意图。图3为具体实施方式所述航路空间利用率获取流程示意图。图4为具体实施方式所述航路容量利用率获取流程示意图。具体实施方式以下结合实施例和附图对本专利技术进行详细描述，但需要理解的是，所述实施例和附图仅用于对本专利技术进行示例性的描述，而并不能对本专利技术的保护范围构成任何限制。所有包含在本专利技术的专利技术宗旨范围内的合理的变换和组合均落入本专利技术的保护范围。在下述具体实施方式及实施例中，模型符合以下实际情况：A.飞机安全飞行标准：飞机在航路上飞行时，飞机间需保持一定间隔以满足安全运行的需要。如：(1)同航迹，同高度目视飞行的航空器之间纵向间隔为：指示空速250公里/小时(含)以上的航空器之间为5公里；指示空速250公里/小时以下的航空器之间为2公里。(2)仪表飞行规则中，同航迹、同高度、不同速度飞行的航空器，纵向间隔为10分钟。即，下述飞机在航路上飞行的实际运行时间、可用总飞行时间、实际占用空间、可用总空间、实际流量及最大容量受飞行间隔要求的影响，与飞机的运行类型、飞行高度及速度等因素有关。具体的，其中：飞机实际运行时间是指在满足纵向时间间隔的条件下，航路上有飞机飞行的实际时间。飞机实际运行时间可通过统计给定航路上实际有飞机飞行的时间片确定。飞机可用总飞行时间是指在满足纵向时间间隔的条件下，可供飞机在航路上正常飞行的总时间。飞机可用总飞行时间可通过统计可供飞机在给定航路上正常飞行的总时间获得。飞机实际占用空间是指在满足纵向距离间隔的条件下，航路上有飞机飞行的实际空间。飞机实际占用空间可通过统计给定时段内实际有飞机飞行的航路段，汇总各航路段的空间范围确定。飞机可用总空间是指在满足纵向距离间隔的条件下，可供飞机在航路上正常运行的总空间。飞机可用总空间可通过统计给定时段内可供飞机在航路上正常运行的空间范围确定。飞机实际流量是指在满足飞行间隔的条件下，航路上实际飞行的飞机总架次。飞机实际流量可通过统计给定时段内固定航路上实际飞行的飞机架次数确定。最大容量是指在满足飞行间隔的条件下，航路上能服务的飞机架次总数。最大容量可通过统计考虑管制员工作负荷的条件下，航路上能正常运行的飞机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于高度层与飞机类型的航路利用率评估方法，其特征在于：通过评估模型对航路利用率进行评估，所述评估模型包括以下构建条件：/n在航路上飞行时，飞机间保持一定间隔以满足安全运行的需要；/n飞机在航路上飞行时，按照标准的飞行高度层飞行；/n在环境条件确定的情况下，不同类型的飞机具有不同的一个或两个最佳巡航高度层；/n相同类型的飞机在不同高度层上飞行时，平均巡航速度存在差异，飞机对航路的利用率不同；/n不同类型的飞机在相同高度层上飞行时，对航路的利用率不同；/n不同类型飞机在各高度层上飞行的频率不同，对各高度层的航路资源的利用率不同；/n其中，航路的高度层分为：/n最佳高度层FL，适用高度层[FL

【技术特征摘要】
1.基于高度层与飞机类型的航路利用率评估方法，其特征在于：通过评估模型对航路利用率进行评估，所述评估模型包括以下构建条件：
在航路上飞行时，飞机间保持一定间隔以满足安全运行的需要；
飞机在航路上飞行时，按照标准的飞行高度层飞行；
在环境条件确定的情况下，不同类型的飞机具有不同的一个或两个最佳巡航高度层；
相同类型的飞机在不同高度层上飞行时，平均巡航速度存在差异，飞机对航路的利用率不同；
不同类型的飞机在相同高度层上飞行时，对航路的利用率不同；
不同类型飞机在各高度层上飞行的频率不同，对各高度层的航路资源的利用率不同；
其中，航路的高度层分为：
最佳高度层FL，适用高度层[FL1,FL]与[FL,FL2]，较适用高度层[FL3,FL1]与[FL2,FL4]，较不适用高度层[FL5,FL3]与[FL4,FL6]，及不适用高度层FL5以下与FL6；
飞机的类型分为：
大型机、中型机和小型机。


2.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于：通过如下的评估模型对航路利用率进行评估：
航路利用率＝δ1×航路时间利用率+δ2×航路空间利用率+δ3×航路容量利用率，
其中，δ1、δ2、δ3分别表示航路时间利用率、航路空间利用率、航路容量利用率在航路利用中的权重值。


3.根据权利要求2所述的评估方法，其特征在于：所述航路时间利用率通过如下的航路时间利用率模型获得：



其中，t表示飞机的实际占用时间，其通过统计在固定航路段的某一高度层上、有飞机飞行的时间片获得，T表示飞机的可用总飞行时间。


4.根据权利要求3所述的评估方法，其特征在于：所述飞机的实际占用时间t通过以下模型获得：



其中，Nij1表示所有在该航路段的固定高度层上飞行的各类飞机的总架次，tij表示不同类型飞机在不同高度层的实际占用时间，γij(i＝1,2,3,4,5；j＝1,2,3)表示不同类型飞机在不同类型高度层上飞行时对应的权重值，其中i表示高度层类型，j表示飞机类型。
且所述飞机的可用总飞行时间T通过以下模型获得：

【专利技术属性】
技术研发人员：谢春生，张兆宁，杨明敏，赵龙，李皛晨，孙坤邈，孙大伟，李冬，腾景杰，
申请(专利权)人：天津航大天元航空技术有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12