基于空中交通特征的空域扇区动态划分方法技术

本发明专利技术属于空中交通管理领域，公布了一种基于空域交通特征的扇区动态划分方法，其目标在于根据管制空域中交通情况的变化确定与之相适应的扇区划分，以达到优化利用空域资源目的。该方法包括空域信息提取、空域建模和扇区优化划分算法设计三个方面。首先，基于空域静态结构信息和空域动态信息建立空域拓扑结构等数据库；然后将关键点作为节点，航路作为边，用复杂网络模型描述空域结构；再由空域动态信息计算复杂网络模型中相关联节点的相似度，建立加权复杂网络，利用基于加权复杂网络的K-Means聚类算法建立空域凸胞模型；最后，将空域凸胞模型与混合编码遗传算法相结合，得到最终的扇区划分结果。本发明专利技术普遍适用于实际空域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于空中交通管理
，涉及一种利用空域交通信息提取交通特征并基于交通特征对空域扇区结构进行划分调整的方法。
技术介绍
当前空中交通管制中的重要手段是将空域划分成若干个扇区，每个扇区分别由一个或多个管制员进行管制。空域扇区划分直接决定了各个管制员的工作负荷，合理的扇区划分是保证交通安全和效率的关键。空域扇区划分就是在确保管制安全和飞行安全的基础上，将空域划分为若干管制区，均衡分配各扇区管制员的工作负荷，保证每个扇区的工作负荷在合理的阈值内。空域动态划分是基于不同时段内空中交通的变化采用不同的、与之相适应的扇区划分，以提高空域资源的利用率、增加空域容量和优化人员配置。当前，主要的扇区划分方法是由有经验的管制人员根据经验，基于交通流量的实际变化，对扇区结构进行调整，做出扇区划分和扇区合并、拆分决策。但是由于这种方法与管制人员的素质密切相关，主 观性太强，不能保证得到最优的扇区划分方案。因此，基于空域信息，将数学模型结合优化算法的空域扇区动态划分方法有很重要的实际意义。目前,空域扇区动态划分方法已经取得一些研究成果。2004年Yousefi等人基于网格模型，将扇区规划分问题转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于空中交通特征的空域扇区动态划分方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，提取空域静态结构信息，方法如下：（1）根据空域中关键点（机场、航路点、冲突点）的位置信息，建立关键点坐标数据库；（2）根据关键点间的航路连接情况，建立航路拓扑结构数据库；步骤二，基于历史飞行计划，预测空域交通流量分布情况和变化情况，方法如下：（1）根据历史飞行计划，得到每架航班进出目标管制空域的时间；（2）根据历史飞行计划，得到每架航班在目标管制空域内的飞行路径，从而得到途经的航路点及对应的时间；（3）根据历史飞行计划和步骤二（1）、（2），规定采样时刻，计算出每个采样时刻各架航班在目标管制空域中的坐标位置，建立航班航...

【技术特征摘要】
1.一种基于空中交通特征的空域扇区动态划分方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤一，提取空域静态结构信息，方法如下: (1)根据空域中关键点(机场、航路点、冲突点)的位置信息，建立关键点坐标数据库； (2)根据关键点间的航路连接情况，建立航路拓扑结构数据库； 步骤二，基于历史飞行计划，预测空域交通流量分布情况和变化情况，方法如下: (1)根据历史飞行计划，得到每架航班进出目标管制空域的时间； (2)根据历史飞行计划，得到每架航班在目标管制空域内的飞行路径，从而得到途经的航路点及对应的时间； (3)根据历史飞行计划和步骤二(I)、(2)，规定采样时刻，计算出每个采样时刻各架航班在目标管制空域中的坐标位置，建立航班航迹预测数据库； (4)基于航班航迹预测数据库和空域拓扑结构图，预测空域交通流量的分布情况和变化情况； 步骤三，基于雷达数据，得到实际的交通流量分布情况和变化情况，方法如下: (1)以雷达监测设备数据更新的间隔时间作为采样时间，统计每个采样时刻各航班雷达点迹的位置坐标，建立雷达点迹数据库； (2)根据雷达点迹数据库修正补充航班航迹预测数据库，建立航班航迹数据库； (3)根据航班航迹数据库，得到空域交通流量的分布情况和变化情况； 步骤四，根据管制员与飞行员的交互信息，得到每个采样时刻各架飞机的飞行状态，方法如下: (1)根据每架次航班在目标管制空域内飞行过程中，管制员与飞行员的信息交流，得到每架航班的飞行状态改变情况； (2)基于步骤四(1)，得到每个采样时刻各架航班的飞行状态，建立飞行状态数据库； 步骤五...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈阳舟，毕虹，张德夫，宋卓希，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：