本发明专利技术公开一种基于历史雷达数据的空中交通流量分析系统与方法，主要是针对现有空中交通流量分析存在的不足而设计。本发明专利技术所述系统包括：服务器，与客户端通信连接，用于维护数据库，以及对经客户端接收的外部数据进行统计分析，并将统计分析结果存储于数据库中；以及至少一个客户端，用于提供用户交互的接口和外部数据与数据库的接口。本发明专利技术以历史雷达数据为数据源，既能够真实的对历史流量进行长期的分时段统计，又能够对历史航迹进行回放和瞬时流量的统计；还能基于航班属性和空域属性对特定的空域单位进行组合查询，进而为管制人员提供流量管理的决策支持和空中交通管制服务计费，以及空域容量评估和导航精度校验提供定量依据。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及空中交通流量管理
技术介绍
空中交通流量管理(ATFM，Air Traffic Flow Management)是空中交通管理(ATM， Air Traffic Management)极为重要的组成部分。而如何对空中交通流量进行统计和分析， 并将结果用于指导未来空中交通流量的分配问题是空中交通流量管理领域重要的研究问 题和关键技术所在。按照流量分析作用的时间范围来看，对空中交通流量的分析可以分为短期流量分 析和中长期流量分析。其中，短期流量分析侧重于对动态流量的实时监测、统计和预测。2001年，程朋等人在论文中介绍的“空中交通管制指挥监测系统”的飞行流量监测 子系统，通过对实时雷达航迹数据的分析，实现了对北京管制区内多种飞行流量数据的统 计，包括首都机场的起降动态统计和预测，管制区全空域、管制扇区、导航台与位置点和主 要航路段的流量统计。2003年，彭瑛采用航迹推算的方法，利用航班时刻表，飞行计划报以 及雷达数据，推算航空器到达各点的时间，从而对未来某个时间段各航路点、航线和扇区的 流量进行估算和预测，并开发了广州地区空中交通流量统计与预测系统。2007年，鹃吴、静 余对不同的飞机机型建立模型，采用飞行计划预测航班到达航路点和管制区的时间，并用 实时雷达数据和气象情报进行修正，从而提高流量预测的准确性和可靠性。中长期流量分析则侧重于对飞行流量历史趋势的统计和分析。2001-2002年，项天成、罗萌等人论文提出的“空中交通流量监测和预测”原型系 统，基于数据仓库技术，通过对历史雷达数据的挖掘，实现了对扇区、航路、特定点等空域单 位的历史流量的统计。由于统计过程只利用了航班的位置属性，使得统计结果仅仅包含流 量数值信息，进而无法实现复杂的查询和分析。2005年，徐肖豪等人论文中介绍的“空中 交通流量的统计与预测”子系统的流量统计模块实现了整个管制区的历史流量的统计。然 而，该子系统只作为了整个空域管理与评估系统(ASMES，The Air Space Management and EvaluationSystem)的功能模块之一，因而没有对更为细节的空域单位进行流量统计。
技术实现思路
为了克服上述工作的不足，本专利技术提供一种能够对真实的历史流量进行长期的分 时段统计以及对航班属性和空域属性进行组合查询的基于历史雷达数据的空中交通流量 分析系统与方法。为达到上述目的，本专利技术所述基于历史雷达数据的空中交通流量分析系统，包括 服务器和至少一个客户端，其中，所述服务器，与所述客户端通信连接，用于维护数据库，以及对经所述客户端接收 的外部数据进行统计分析，并将统计分析结果存储于数据库中；至少一个客户端，提供用户交互的接口，以及外部数据与数据库的接口。为达到上述目的，本专利技术所述基于历史雷达数据的空中交通流量分析的方法，包 括以下步骤步骤1、客户端对接收到的数据文件进行预处理后导入至数据库中；步骤2、服务器对数据库中存储的数据进行统计分析，并将统计分析结果存储于数 据库中进行管理；步骤3、客户端依据查询条件发出查询指令，服务器接收到查询指令并依据该指令 读取数据库中的目标数据，并将查询结果返回至客户端。其中，步骤1中所述的数据文件包括航迹信息和空域资源信息；其中，所述的航迹信息包括动态属性信息和静态属性信息；动态属性信息包括雷达数 据；静态属性信息包括航空公司信息，航班时刻表和航班计划表；所述空域资源信息包括扇区、航路和特定点信息。所述的数据库包括航迹信息表、空域资源表、动态航迹表、扇区流量表、航路流量 表、特定点流量表、偏航流量表以及至少两个不同时间粒度的扇区流量发布表、航路流量发 布表、特定点流量发布表和偏航流量发布表；其中，所述航迹信息表和空域资源表，用于保存经客户端导入的数据文件；所述动态航迹表，用于保存当前时刻处在雷达范围内的航班的航迹信息；所述扇区流量表，用于保存在某个扇区内的航迹信息；所述航路流量表，用于保存在某个航路上的航迹信息；所述特定点流量表，用于保存经过某个特定点的航迹信息；所述偏航流量表，用于保存偏航航班信息及偏航时刻；所述的至少两个不同时间粒度的扇区流量发布表、航路流量发布表、特定点流量 发布表和偏航流量发布表，用于保存服务器统计分析的结果。进一步地，步骤1具体实现如下1. 1、客户端接收雷达数据并对其进行逐条解读，获得航班的动态属性信息，并通 过航班号在数据文件中读取该次航班的静态属性信息，将航班的动态属性信息和静态属性 信息关联形成一条完整的航迹信息，写入至数据库中的航迹信息表内；1.2、客户端接收空域资源信息并将其直接导入到数据库中的空域资源信息表内。进一步地，步骤2中所述的统计分析过程，具体实现如下2. 1、对数据库中的航迹信息表按照时间先后顺序进行扫描，结合所述空域资源信 息表依次对当前扫描的航班的各航迹点进行航迹点所属空域单元分析，并判断所述航迹点 是否已存在于动态航迹表中，是，将动态航迹表中存储的所述航迹点所属的扇区、航路和特 定点更新为当前分析得出的所属扇区、航路和特定点；否则，将所述航迹点以及所述航迹点 所属的扇区、航路和特定点插入到所述动态航迹表中；2. 2、实时扫描动态航迹表，删除超过预定时间还未更新的航迹点。2. 3、将步骤2. 1和2. 2中对动态航迹表进行的插入、更新和删除航迹信息，按流量 统计准则分别复制、更新到扇区流量表、航路流量表、特定点流量表或偏航流量表中；2. 4、分别对扇区流量表、航路流量表、特定点流量表和偏航流量表的时间项按照 一定时间粒度规则化，将各流量表中属同一时间范围内的航迹信息存储到相应时间粒度的流量发布表中。进一步地，步骤2. 1中所述的航迹点所属空域单元分析，具体实现如下2. 1. 1遍历所述空域资源表中所有的扇区，判断航迹点的高度是否在当前遍历到 的扇区高度层内且经纬度坐标在该扇区内，是，该扇区即为所述航迹点所属扇区，并继续步 骤2. 1.2 ；否则，判断是否已遍历所有扇区，是，进入步骤2. 1.2，否，进入下一扇区，继续本 步骤；2. 1. 2、遍历所述空域资源表中所有的航路，判断航迹点的高度是否在当前遍历到 的航路高度层内且经纬度坐标在该航路上，是，该航路即为所述航迹点所属航路，并继续步 骤2. 1. 3 ；否则，判断是否已遍历所有航路，是，进入步骤2. 1. 3，否，进入下一航路，继续本 步骤；2. 1. 3、遍历所述空域资源表中所有的特定点，判断航迹点的高度是否在当前遍历 到的特定点区高度层内且经纬度坐标在特定点区域内，是，该特定点即为所述航迹点所属 特定点；否则，判断是否已遍历所有特定点，是，结束分析，否，进入下一特定点，继续本步马聚ο进一步地，步骤2. 3中所述的流量统计准则，具体为当在动态航迹表中插入新航迹信息时，如果该航迹属于某一扇区，则复制该航迹信息到扇区流量表中；如果该航迹属于某一航路，则复制该航迹信息到航路流量表中；如果该航迹属于某一特定点，则复制该航迹信息插入到特定点流量表中；当更新动态航迹表中的某一航迹信息时，如果更新了某一航迹所属扇区，则复制该航迹信息到扇区流量表中；如果更新了某一航迹所属航路，则分为以下3种情况若此时航迹仍属于某条航路，只是发生了数值上的变化，则更新该航迹在航本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于历史雷达数据的空中交通流量分析系统，其特征在于，所述的系统包括：服务器和至少一个客户端，其中，所述服务器，与所述客户端通信连接，用于维护数据库，以及对经所述客户端接收的外部数据进行统计分析，并将统计分析结果存储于数据库中；至少一个客户端，提供用户交互的接口，以及外部数据与数据库的接口。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：施锋，程朋，耿睿，刘闻达，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11
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