【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及空中交通仿真的，尤其涉及一種空域仿真中航空器間隔管控的方法，還涉及一種空域仿真中航空器間隔管控的裝置。
技術介紹
1、在空域仿真中，仿真系統通過模擬管制員在現實中采用的管制規則，實現對航路網中航班流運行狀態的管控。為了提升仿真結果可靠性，仿真過程需盡量擬合現實，因此仿真中涉及的業務模型數量多，對于大規模空域和航班流仿真如全國空域仿真，計算量大，業務復雜，其中有效地模擬現實管制中在扇區移交點或空中立交橋的航班流的間隔管控，一直是一個難點。
2、目前國內的關于空中間隔管控的算法大都旨在通過提高4d航跡預估準確性，輔助管制員對實際航班流進行間隔管控，這些算法一方面邏輯復雜，計算量大，不適用于快速仿真系統；另一方面沒有涉及對航路網航班流運行策略的整體調控，這是完整的空域仿真中必不可少一環。
3、目前主流的空域仿真系統均為國外產品，這些產品一方面對航班間隔管控的效果不夠理想，尤其在大規模仿真中或飛行計劃增量仿真時，為數不少的航班不能按要求拉開間隔；另一方面不足以支持國內實際空中交通管制中一些復雜間隔管控規則的仿真實現。
技術實現思路
1、為克服現有技術的缺陷，本專利技術要解決的技術問題是提供了一種空域仿真中航空器間隔管控的方法，其提高了相同飛行高度層間隔管控中穿越航班間隔管控的準確度，極大地降低了無法執行間隔調配的航班架次，提升了間隔管控方法的有效性，豐富了間隔管控規則模型，使其能滿足國內實際間隔管制的仿真需求。
2、本專利技術的技術方案是：
3、(1)仿真間隔管控模型參數設置，參數包括間隔管控規則、前探排序時間窗和延遲發布時間窗、根據需求配置一個或多個延遲策略及執行優先級；
4、(2)仿真開始后，根據航班仿真前初始預估四維航跡ubmt創建動態預估四維航跡rbmt，當航班實際起飛時間或經過航路點的時間與預估標準時間的偏差大于設定閾值，或航班運行策略調整時，系統對rbmt進行校正；
5、(3)系統每隔一定時間，對預計通過各間隔管控點的航班流進行一次監控排序，排序范圍為rbmt上該點預計過點時間進入排序時間窗的航班，排序時間為rbmt上該點的預計過點時間減去該點上一次發布的延遲，
6、t排＝trbmt-delay上次
7、對于只需相同高度層航班保持間隔的管控類型，按照排序時間，對預估各高度層的航班流分別排序；其中，對于在間隔管控點前后存在高度穿越的航班，同時加入高度變化所需穿越的全部高度層排序；
8、(4)根據用戶設置的間隔管控規則，依次檢查排序中航班兩兩之間的間隔，對于距離間隔規則，根據航空器在rbmt預估高度層的標準速度將其轉換為時間間隔規則，當排序中相鄰兩架航班的預計過點時間間隔小于間隔規則tmin時，對后一架航班的過點時間進行延遲，延遲的時長為
9、delay＝t前調+tmin-t后排，
10、式中t前調為前一架航班與其之前的航班經過間隔規則調整后的預計過點時間，t后排為后一架航班的排序時間，當前一架航班經過間隔規則調整后沒有延遲時，提前前一架航班的預計過點時間，實現間隔要求；
11、(5)對于需要間隔控制且預計過點時間進入延遲發布時間窗的航班，系統按照用戶設置的延遲策略優先級，逐一預判推遲撤輪檔時間、增加地面滑行時長、空中等待、加減速、偏航策略能吸收的延遲時長，或直接上升或下降巡航高度，全部策略預判結束后，對于延遲吸收成功的航班，如該間隔管控點沒有發布過延遲策略，創建并發布延遲策略和延遲時長；如該間隔管控點已存在延遲策略，更新延遲策略和延遲時長，系統根據發布結果校正rbmt；
12、(6)根據發布的延遲策略類型和延遲時長，航班在仿真過程中適當的時間或位置執行策略。
13、本專利技術基于間隔管控模型和管控方法設計概念，結合國內實際管制規則，對其進行了優化和擴展；通過優化排序算法，提高了相同飛行高度層間隔管控中穿越航班間隔管控的準確度；增加航班運行策略的調配方式，極大地降低了無法執行間隔調配的航班架次，提升了間隔管控方法的有效性；豐富了間隔管控規則模型，使其能滿足國內實際間隔管制的仿真需求。
14、還提供了一種空域仿真中航空器間隔管控的裝置，其包括：
15、仿真間隔管控模型參數設置模塊，其參數包括間隔管控規則、前探排序時間窗和延遲發布時間窗、根據需求配置一個或多個延遲策略及執行優先級；
16、實時4d航跡校準模塊，仿真開始后，根據航班仿真前初始預估四維航跡ubmt創建動態預估四維航跡rbmt，當航班實際起飛時間或經過航路點的時間與預估標準時間的偏差大于設定閾值，或航班運行策略調整時，系統對rbmt進行校正；
17、間隔管控點航班流排序模塊，系統每隔一定時間，對預計通過各間隔管控點的航班流進行一次監控排序，排序范圍為rbmt上該點預計過點時間進入排序時間窗的航班，排序時間為rbmt上該點的預計過點時間減去該點上一次發布的延遲，
18、t排＝trbmt-delay上次
19、對于只需相同高度層航班保持間隔的管控類型，按照排序時間，對預估各高度層的航班流分別排序；其中，對于在間隔管控點前后存在高度穿越的航班，同時加入高度變化所需穿越的全部高度層排序；航班延遲時長計算模塊，其根據用戶設置的間隔管控規則，依次檢查排序中航班兩兩之間的間隔，對于距離間隔規則，根據航空器在rbmt預估高度層的標準速度將其轉換為時間間隔規則，當排序中相鄰兩架航班的預計過點時間間隔小于間隔規則tmin時，對后一架航班的過點時間進行延遲，延遲的時長為
20、delay＝t前調+tmin-t后排，
21、式中t前調為前一架航班與其之前的航班經過間隔規則調整后的預計過點時間，t后排為后一架航班的排序時間，當前一架航班經過間隔規則調整后沒有延遲時，提前前一架航班的預計過點時間，實現間隔要求；
22、航班延遲策略分配模塊，對于需要間隔控制且預計過點時間進入延遲發布時間窗的航班，系統按照用戶設置的延遲策略優先級，逐一預判推遲撤輪檔時間、增加地面滑行時長、空中等待、加減速、偏航策略能吸收的延遲時長，或直接上升或下降巡航高度，全部策略預判結束后，對于延遲吸收成功的航班，如該間隔管控點沒有發布過延遲策略，創建并發布延遲策略和延遲時長；如該間隔管控點已存在延遲策略，更新延遲策略和延遲時長，系統根據發布結果校正rbmt；
23、延遲策略執行模塊，根據發布的延遲策略類型和延遲時長，航班在仿真過程中適當的時間或位置執行策略。
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1.一種空域仿真中航空器間隔管控的方法，其特征在于：其包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的空域仿真中航空器間隔管控的方法，其特征在于：所述步驟(1)中，根據實際管制需求，在需要管控的航路點設置間隔規則，包括間隔管控點、執行規則的航班運行高度范圍、間隔管控類型、兩架航班之間的最小間隔要求以及執行規則的航班條件約束，兩個間隔管控點之間的距離大于航班在一個間隔管控點監控周期內的飛行距離。
3.根據權利要求2所述的空域仿真中航空器間隔管控的方法，其特征在于：所述步驟(4)中，當各高度層分別排序且存在高度層變化的航班時，采用遞歸算法，從最低高度層排序開始逐層向上，依次查找每一架航班所在全部高度層排序中在其前的航班，按照間隔管控規則調整全部排序在其前航班的預計過點時間后，根據其中最晚的一架航班的預計過點時間，計算該航班的延遲時長。
4.根據權利要求3所述的空域仿真中航空器間隔管控的方法，其特征在于：所述步驟(5)包括以下分步驟：
5.根據權利要求4所述的空域仿真中航空器間隔管控的方法，其特征在于：所述步驟(5)中，對于當前時刻尚未起飛的航班
6.根據權利要求5所述的空域仿真中航空器間隔管控的方法，其特征在于：所述步驟(5)中，全部策略預判后，如仍存在無法吸收全部延遲時間的航班，在下一次監控排序中前移，減少其延遲時間。
7.根據權利要求6所述的空域仿真中航空器間隔管控的方法，其特征在于：所述步驟(6)包括以下分步驟：
8.一種空域仿真中航空器間隔管控的裝置，其特征在于：其包括：
9.根據權利要求8所述的空域仿真中航空器間隔管控的裝置，其特征在于：所述仿真模型參數設置模塊中，根據實際管制需求，在需要管控的航路點設置間隔規則，包括間隔管控點、執行規則的航班運行高度范圍、間隔管控類型、兩架航班之間的最小間隔要求以及執行規則的航班條件約束，兩個間隔管控點之間的距離大于航班在一個間隔管控點監控周期內的飛行距離。
10.根據權利要求9所述的空域仿真中航空器間隔管控的裝置，其特征在于：所述航班延遲時長計算模塊中，當各高度層分別排序且存在高度層變化的航班時，采用遞歸算法，從最低高度層排序開始逐層向上，依次查找每一架航班所在全部高度層排序中在其前的航班，按照間隔管控規則調整全部排序在其前航班的預計過點時間后，根據其中最晚的一架航班的預計過點時間，計算該航班的延遲時長。
...【技術特征摘要】
1.一種空域仿真中航空器間隔管控的方法，其特征在于：其包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的空域仿真中航空器間隔管控的方法，其特征在于：所述步驟(1)中，根據實際管制需求，在需要管控的航路點設置間隔規則，包括間隔管控點、執行規則的航班運行高度范圍、間隔管控類型、兩架航班之間的最小間隔要求以及執行規則的航班條件約束，兩個間隔管控點之間的距離大于航班在一個間隔管控點監控周期內的飛行距離。
3.根據權利要求2所述的空域仿真中航空器間隔管控的方法，其特征在于：所述步驟(4)中，當各高度層分別排序且存在高度層變化的航班時，采用遞歸算法，從最低高度層排序開始逐層向上，依次查找每一架航班所在全部高度層排序中在其前的航班，按照間隔管控規則調整全部排序在其前航班的預計過點時間后，根據其中最晚的一架航班的預計過點時間，計算該航班的延遲時長。
4.根據權利要求3所述的空域仿真中航空器間隔管控的方法，其特征在于：所述步驟(5)包括以下分步驟：
5.根據權利要求4所述的空域仿真中航空器間隔管控的方法，其特征在于：所述步驟(5)中，對于當前時刻尚未起飛的航班，其飛行計劃上排序在該間隔管控點之前的管控點已發布過在地面的延遲策略，但該點的延遲時長只通過地面延遲策略全部吸收時，則取消之前發布的所有延遲策略，根據該點的延遲時長重新計...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃瑩，胡瓊，李芷珊，李超，王立興，王宇澤，
申請(專利權)人：民航數據通信有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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