民航飛行計劃沖突檢測技術(shù)研究

郭培勝

摘要：根據(jù)飛行計劃管理軟件研制需要，筆者展開了對民航飛行計劃沖突檢測的技術(shù)研究，主要研究了飛行計劃穿越限制飛行區(qū)域檢測方法及飛行計劃間沖突檢測方法。通過進行預(yù)處理沖突檢測，排除了大量不具有沖突可能性對象，減少了沖突檢測處理計算量，節(jié)約了處理時間。

關(guān)鍵詞：飛行計劃;沖突檢測;區(qū)域沖突檢測

中圖分類號：TP319 文獻標(biāo)識碼：A

限制飛行區(qū)域是指依據(jù)空域管理需要預(yù)先劃設(shè)空間區(qū)域，包括禁飛區(qū)、限制區(qū)、交戰(zhàn)區(qū)等。一般情況下，空中航空器不應(yīng)飛越該類區(qū)域，以避免不必要的誤傷。限制飛行區(qū)域是一個立體三維空間區(qū)域，在某個高度層上為多邊形或圓。

擬制民航飛行計劃時，將預(yù)先規(guī)定航班的機型、起飛時間、起飛機場、降落時間、降落機場、沿途航路等內(nèi)容。對民航飛行計劃進行沖突檢測后，將形成沖突檢測結(jié)論。對于存在沖突的飛行計劃，將進行沖突告警提示。經(jīng)人工核對后，管制員可進一步協(xié)調(diào)與優(yōu)化航路，以消除計劃沖突。

1 沖突檢測處理框架

當(dāng)系統(tǒng)收到飛行計劃時，將對民航飛行計劃進行沖突檢測，檢測該飛行計劃是否與區(qū)域、飛行計劃存在飛行沖突。沖突檢測處理具體步驟（圖1）如下：

①區(qū)域沖突檢測，檢測飛行計劃是否穿越限制飛行區(qū)域。

②當(dāng)存在區(qū)域沖突時，告警提示操作員：“XXX計劃與XXXX區(qū)域的沖突”，退出。

③飛行計劃間沖突檢測，檢測該民航飛行計劃與其他計劃是否存在位置和時間沖突。

④當(dāng)存在計劃間沖突時，告警提示操作員：“XXX計劃在XX航路段沖突”，退出。

⑤設(shè)置飛行計劃狀態(tài)，退出。

2 區(qū)域沖突檢測

區(qū)域沖突檢測主要檢測民航飛行計劃的航路是否穿越限制飛行區(qū)域。為了減少計算量，區(qū)域沖突檢測分為兩個步驟：區(qū)域沖突檢測預(yù)處理和區(qū)域沖突精細化檢測。通過區(qū)域沖突檢測預(yù)處理，排除大量無關(guān)的限制飛行區(qū)域，輸出疑似沖突區(qū)域;區(qū)域沖突精細化檢測則是對疑似沖突的限制飛行區(qū)域，進一步精細化檢測，精準(zhǔn)形成區(qū)域沖突結(jié)論[1]。

2.1 區(qū)域沖突檢測預(yù)處理

區(qū)域沖突檢測預(yù)處理是依據(jù)飛行計劃航路信息，采用解析方法計算與評估民航飛行計劃是否穿越限制飛行區(qū)域情況。當(dāng)飛行航路與限制飛行區(qū)域相交，可以確定該飛行計劃存在區(qū)域沖突;當(dāng)航路不與限制飛行區(qū)域相交時，則計算飛行航路距離限制飛行區(qū)域的最小距離，當(dāng)最小距離小于某一門限值時，將該區(qū)域作為疑似沖突區(qū)域輸出，軟件將進一步進行區(qū)域沖突精細化檢測?；趨^(qū)域形狀（多邊形、圓形），沖突預(yù)處理應(yīng)用不同解析方法進行計算，如下：

當(dāng)民航飛行計劃的各航路點坐標(biāo)為（Xi，Yi），飛行高度為Zi，i為路點序號，范圍是1～N（N為航路點總數(shù)）。

當(dāng)限制飛行區(qū)域為圓形時，假定其高度范圍為Z低界～Z高界，中心為（Xo，Yo）。如果存在一個i使得下列不等式成立時，裁定該飛行計劃與限制飛行區(qū)域相交。因此，該飛行計劃存在區(qū)域沖突。

基于飛行方案的檢測方法能夠精確化形成沖突評估結(jié)果，滿足信息系統(tǒng)的實時要求。

4 結(jié)語

上述計算模型已應(yīng)用于信息系統(tǒng)研制中。當(dāng)存在沖突時，該模型能夠準(zhǔn)確地給出沖突時間段和沖突的航路段。實踐表明，該計算模型對于解決飛行計劃沖突預(yù)檢測非常有效。在后續(xù)研究中，將進一步優(yōu)化精細化檢測計算方法，減少計算量，提高方法計算效率。

參考文獻

[1] 莊青，席玉華.民航飛行計劃集中處理系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀和未來趨勢[J].信息化研究，2019，45（5）：7-11.

[2] 蔣曉霜.空管自動化系統(tǒng)飛行計劃航跡錯相關(guān)問題研究[J].電聲技術(shù)，2019，43（9）：77-80.

[3] 王平，成磊峰.一種飛行軌跡實時預(yù)測與監(jiān)視告警的實現(xiàn)方法[J].計算機產(chǎn)品與流通，2019（1）：169-171.