[发明专利]航班轨迹预测系统和航班轨迹承载自动化延误风险转移系统及其对应方法

说明书

本发明涉及一种基于预测的航班轨迹来动态地汇集和平衡风险暴露单元(41、...、43)的资源与可变数量的风险暴露单元(41、...、43)的风险共享的空域风险有关的自动化航班轨迹预测系统(1)和航班轨迹承载自动化延误风险转移系统(1)。该系统(1)基于风险暴露单元(41、...、43)的平衡、汇集资源(11)提供自足式可操作且可动态自适应的风险转移系统(1)，其中该系统(1)提供与该单元(41、...、43)相关联的风险暴露的自动转移。该系统(1)包括捕获装置(31)以接收飞机地面航班控制器(911、...、914/921、...、924)的传输的空中数据参数(102、202)。触发模块(3)借助于预定义时间延误阈值经由控制器(911、...、914/921、...、924)的数据流路径动态地触发过滤后的航班时间参数(1231、1232、...)，其中在触发超出设计延时阈值的情况下，捕获至少包括航班延误参数(1322)和航班标识(1321)的触发航班(1221、1222、...)的操作参数，并且该系统(1)借助于参数支付转移有区别地对与触发时间延误相关联的损失进行保险。为了预测航班轨迹，该系统动态地产生提供数字化空域的3D网格网络，其中每个网格点是天气测量参数的位置，并且在这些网格点周围产生立方体，因此整个空域是由动态产生的立方体集来表示，其中每个立方体由其质心、原始网格点以及在预定义时段内在所产生的立方体内保持一致的相关天气测量参数来定义。核心引擎(2)将产生的原始轨迹与所述立方体质心集对齐为独立于轨迹数据的固定3D位置，其中形式轨迹被产生作为4D联合立方体，并且其中每个立方体是不仅与空间‑时间属性相关联而且与天气测量参数相关联的航段。

技术领域

本发明涉及一种自动化航班轨迹预测系统和基于自动化航班轨迹预测的延误风险转移。具体地，其涉及自动化、自足式和可独立操作的风险转移系统，其共享可变数量的风险暴露单元的风险，其中风险暴露单元尤其指代与空域风险相关联的运输乘客或货物。尤其是，其涉及用于自动化、自足式航班延误风险转移的适当信号产生，其中借助于自动化系统，汇集可变数量的风险暴露单元的航班延误风险，由此对所述风险暴露单元的风险暴露提供自足式风险保护。

背景技术

尽管航空基础设施在所有航空技术领域中都有巨大的发展，技术发展仍然难以满足空中交通的快速增长和需求。空域运输是空域控制和导向系统、飞机开发、地面基础设施开发的复杂交互(诸如机场、地理条件、天气条件、当地和区域交通量以及交互的国家和地区规定)。欧盟模式可以说明，军用和民用航空系统之间的合作水平是另一个重要的干扰因素，其中联合规划和动态管理控制嵌入在空域管理政策框架之内；中国是军事领导的地方，并且默认情况下控制空域，只能缓慢地让步于民用；和/或其它国家，诸如金砖国家(巴西、俄罗斯和印度)等其它国家的主导军队不愿意放弃对国防必需要求保护的空域的控制。这通常会导致路线规划效率低下。然而，交通量的增加仍然是核心问题之一，使空域系统达到了它们的极限。仅在欧洲，每天就有26,000架飞机交错通过，其中大部分飞机从大陆440个机场之一起飞或着陆。研究表明，在接下来的十到二十年之内，空中交通将会增加50％。因此，过去几十年来，空运的重要性急剧增加，并且受到市场全球化的激励，经由飞机运输的货物和人员的数量将在全球范围内进一步大幅增加。

空中交通系统中的几个概念涉及使用飞机轨迹的长期预测作为确保从登机口到登机口的有效和/或无冲突航班的一种方式。

技术方法对空中交通系统的潜在效率要求有可能互相检查轨迹以识别它们之间的任何冲突并且允许将它们投影到未来时间单元。然后可以确保遵循商定轨迹的飞机为无故障和无扰航班。几架飞机的优选轨迹将会不可避免地导致冲突，这必须通过约束一架或多架飞机飞行非最佳轨迹来解决冲突。这种交通避让约束可以发生在轨迹中的任何一点，并且可以涉及横向轨道、高度或时间的变化。目标是尽可能少地修改最佳轨迹，同时仍然满足必要的约束。