一种基于加权图模型的空域扇区划分方法技术

本发明专利技术属于空中交通管理领域，提出了一种基于加权图模型的空域扇区设计方法。本发明专利技术在建立一种能够准确表示航路和空中交通量的无向图模型后，将图顶点作为Voronoi图基点把空域离散化，然后依据每个Voronoi图单元的工作负荷和航路上的交通量构建加权图模型。进而，利用融合了一般加权图切算法、负荷平衡算法和启发式算法的图划分方法，将加权图模型划分为多个子图，再由各个子图所包含的顶点映射到对应的Voronoi图单元组合形成扇区。由本方法设计的扇区不仅满足负荷平衡和协作负荷最小化约束，而且满足扇区最小距离约束、凸性约束和连通性约束。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于空中交通管理
，涉及一种空中交通管理中的空域扇区设计方案，尤其是一种能够满足扇区负荷均衡和交接负荷最小化以及能够保证扇区凸性、最小距离和连通性等几何约束的扇区划分方法。
技术介绍
目前，世界上绝大多数国家的空域组织形式是固定航路和固定扇区，即飞机沿着固定航路飞行，扇区边界和扇区数目是固定不变的。这是一种结构化的静态空域。这种静态空域在恶劣天气和空中交通拥挤的情况下容易造成航班延误。为了解决上述交通难题，研究者提出了满足空域使用者需要的动态空域配置概念。在动态配置下，飞机可以按照适合自己的航线自由飞行，从而使得航路结构从静态转向动态。这种动态交通模式对现有的空中交通管理特别是现有的扇区结构是一种挑战，因为目前扇区结构是静态的，是在一定历史条件下依靠经验形成的，已经无法满足动态空域配置下交通管理的需要，因此需要按照动态变化的空中交通量来设计空域扇区。近年来，有关学者针对空域扇区设计做了一些有益的研究和探索。从现有文献可知绝大多数扇区划分方法是首先建 立空域模型，然后按照管制员负荷均衡原则利用优化算法将空域模型划分成扇区。所用空域模型分为:细胞元模型、航路模型、VOT本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于加权图模型的空域扇区划分方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，建立空域加权图模型，方法如下：(1)根据给定的空域结构信息，构建无向图模型G＝G(V,E)，其中，顶点集V＝{1,2,...,n}代表机场、航路点和航路交叉点等关键点，边集合E＝{eij＝(i,j):i,j∈V}，eij表示连接顶点i和j的航路段；(2)在无向图模型基础上，以顶点集合V中的顶点作为基点建立Voronoi图D；利用D将空域划分为n个Voronoi图单元Di(i=1,2，...,n)，其中Di表示第i个顶点所对应的Voronoi图单元；Voronoi图单元的边界在合并单元成为扇区时将部分地成为扇区边界；这种通过V...

【技术特征摘要】
1.一种基于加权图模型的空域扇区划分方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤一，建立空域加权图模型，方法如下: (1)根据给定的空域结构信息，构建无向图模型G= G(V，E)，其中，顶点集V ={1，2，...，n}代表机场、航路点和航路交叉点等关键点,边集合E = {eu = (i, j):1, j G V}，eu表示连接顶点i和j的航路段； (2)在无向图模型基础上，以顶点集合V中的顶点作为基点建立VOTonoi图D;利用D将空域划分为n个Voronoi图单元DiQ=I, 2， ..，n)，其中Di表示第i个顶点所对应的Voronoi图单元；Voronoi图单元的边界在合并单元成为扇区时将部分地成为扇区边界；这种通过VOTonoi图离散空域模型形成单元的方式可以保证将单元组合形成扇区时满足扇区的凸性约束；对空域离散化后，有一些基点离单元边界很近，如果所划分的扇区边界恰好落在这条边界上，那么扇区不符合最小距离约束，将这条边界删除，将此条边界所连接的两个单元合并；合并后的单元数目为r(r < n),通过合并措施使得这些...

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