【技术实现步骤摘要】
基于空域网格的飞机安全包络计算碰撞风险概率的方法
[0001]本专利技术属于空中交通管理领域，具体是基于空域网格的飞机安全包络计算碰撞风险概率的方法。
技术介绍
[0002]面对航空技术高速发展与用空需求多样性递增的现状，面向对象的管理方法已逐渐不能满足需求，迫切需要建立面向空域的管理新模式；空域空间离散数字化是空域管理发展的必然趋势。
[0003]维持和提升空中交通系统的安全性，是提高空中交通系统容量和效率的重要前提；但是随着未来空中交通流量的持续增长，空中交通隐患变得更加突出，因此，在飞机发生碰撞冲突之前，通过准确探测出潜在的飞机冲突以及计算其碰撞风险概率，实现提前对飞机冲突的告警，是保障未来空域安全运行的关键。
[0004]现有的冲突探测与告警主要是基于飞机间的距离或者未来冲突点时刻，存在相当高的虚警率；尚缺少一种面向空域网格以飞机安全包络的重叠来进行冲突探测和安全碰撞风险概率计算的方法。
技术实现思路
[0005]针对上述问题，为了维持和提升空中交通系统的安全性，本专利技术提出了一种基...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.基于空域网格的飞机安全包络计算碰撞风险概率的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、根据飞机本身的制造性能参数、飞机速度、飞机尾流和导航性能，构建不同型号飞机的概率型安全包络；进一步根据飞机安全包络的大小选择网格层级，对目标空域A进行网格划分，并采用反向“Z”序得到空域网格单元的编码；步骤二、针对空域A的若干飞机，根据每架飞机的飞行计划得到各自飞往不同空域网格单元中的概率；针对每个空域网格单元，利用各飞机飞往该单元的概率计算该单元的模糊碰撞概率集合P'；步骤三、针对每个空域网格单元，根据概率不为0的条件，计算飞往该单元的飞机集合，将所有网格单元对应的飞机集合组成集合S；将每个空域网格单元，该单元的飞机集合以及模糊碰撞概率集合，利用三者之间的映射关系，组成各单元的三元组数据；步骤四、依次选择每个单元的三元组数据，判断其模糊碰撞概率是否大于等于模糊碰撞概率算子，如果是，则在该单元存在碰撞风险，将其对应的三元组数据保存至数组集合G*，否则，碰撞风险忽略不计，继续判段下一个空域网格单元；直至所有单元判断完毕得到新的集合G*；步骤五、逐个选择新集合G*中的三元组元素，判断当前三元组元素中的飞机组成集合中飞机个数是否不低于2，如果是，将当前元素对应的单元按照网格层级r1再次进行划分，r1＞r0，形成m1行n1列的均匀分布的子网格，网格编码仍采用反向“Z”序；否则，对当前元素的单元不予处理，继续选择下一个元素重新判断，将满足飞机个数的单元网格按层级r2划分，依次类推，直至将新集合G*中的三元组元素判断完毕；步骤六、将重新进行网格编码的各空域网格单元，分别进行碰撞风险的概率计算。2.如权利要求1所述的基于空域网格的飞机安全包络计算碰撞风险概率的方法，其特征在于，所述的安全包络形如椭球体，包络边缘为目前飞行间隔标准，椭球体从包络边缘到飞机本身，碰撞风险概率呈指数增长。3.如权利要求1所述的基于空域网格的飞机安全包络计算碰撞风险概率的方法，其特征在于，所述的对目标空域A进行网格划分，具体步骤如下：首先，根据飞机安全包络的大小，选择对应的网格层级；利用网格层级为r0的空域网格单元，对目标空域A进行网格递归划分，形成m行n列的均匀分布的子网格；包络体积越大，选择的网格层级r0越小，空域网格单元越大，反之类似；然后，从网格坐标的原点开始，按照先经度增大、再纬度增大的方向，依次对子网格进行数值编码；得到网格的编码序号i＝1,2,...,m
×
n；用离散随机变量X＝{x1,...,x
i
,...,x
m
×
n
}表示。4.如权利要求1所述的基于空域网格的飞机安全包络计算碰撞风险概率的方法，其特征在于，所述的每架飞机飞往不同空域网格单元中的概率，计算过程如下：M架飞机的离散随机变量为Y＝{y0,y1,...,y
j
,...,y
M
‑1}；编号为y
j
的飞机在编码为x
i
的空域网格单元的概率p
ij
，表示如下：p
ij
＝P(X＝x
i
,Y＝y
i
)编码为x
i
的空域网格单元中，M架飞机的概率集合为{p
i0
,p
i1
,...p
ij
,...p
iM
‑1}；每架飞机都有对应的m
×
n个概率值，编号为y
j
的飞机的概率值集合为{p
1j
,p
2j
,...p
ij
技术研发人员：刘杨，朱永文，唐治理，王长春，蒲钒，柴保华，
申请(专利权)人：中国人民解放军九三二零九部队，
类型：发明
国别省市：
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