[发明专利]一种近距平行跑道碰撞风险及安全间隔计算系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及民航安全技术，特别是涉及一种近距平行跑道碰撞风险及安全间隔计算系统和方法。

背景技术

航空运输一直是国内外长距离运输的主要运输方式之一。随着航空交通运输业的快速发展以及空中交通流量的快速增长，空中交通日益拥挤、空域容量稀缺、航班延误等问题逐渐突出。而机场特别是繁忙机场的容量接近饱和，成为空域系统的容量瓶颈。为改善这种情况，修建更多的跑道成为一种常用的提高运行容量的方式。由于许多机场可利用的土地资源较少，机场扩建限制性较大，所以建设近距平行跑道成为许多机场建设新跑道时选择的方式。虽然新跑道的建设会显著增加机场容量，但这必须在保障运行安全的前提下施行。目前平行跑道运行的安全间隔标准都是依据国际民航组织发布的9643文件，但是越来越难满足日益增长的交通流量。由于缺乏对近距平行跑道运行碰撞风险方面的研究，不能有效缩小近距平行跑道运行过程中所使用的安全间隔标准，近距平行跑道的全部效用并没有被全部发挥出来。因此，对近距平行跑道运行过程中的碰撞风险进行评估和安全间隔的计算显得尤为重要。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明的目的是在增加跑道容量和安全运行的需求下，提出一种近距平行跑道碰撞风险及安全间隔计算系统和方法。近距平行跑道碰撞风险及安全间隔计算系统采用实际运行航空器的ADS-B数据，基于概率论和精细化全过程的航空器运动学方程创新性地分别在纵向、侧向和垂直方向建立改进近距平行跑道碰撞风险评估模型，可快速实时的计算在不同运行模式下近距平行跑道运行航空器的碰撞风险和安全间隔，为估算机场容量和管制指挥提供参考。

本发明所提出的近距平行跑道碰撞风险及安全间隔计算系统和方法，其目的是可快速实时的计算在不同运行模式下近距平行跑道运行航空器的碰撞风险和安全间隔。为了保证碰撞风险评估和安全间隔计算的可靠性和有效性，首先要收集实际实时运行的ADS-B数据，并遵循科学性、系统性、适用性、通用性等原则构建风险因素评价指标体系，然后通过对几种经典碰撞风险模型进行研究比较，建立科学可靠的近距平行跑道碰撞风险模型。基于以上理论的研究，开发近距平行跑道碰撞风险评估及安全间隔计算软件，实现近距平行跑道碰撞风险和安全间隔的自动计算，规范化计算参数和计算模型，显著提高近距平行跑道运行航空器碰撞风险和安全间隔的计算速度和精度。最终实现在不影响安全性和经济效益的情况下合理的缩小安全间隔标准，提高跑道利用率，增加跑道容量，为管制员的安全指挥提供技术支持，从而提高民航业界的经济效益。

本发明采取的技术方案是：一种近距平行跑道碰撞风险及安全间隔计算系统，其特征在于，该系统设为软件界面、基础资料、功能计算、数据库四大部分，在系统程序运行操作基础上通过建立近距平行跑道碰撞风险模型，分别计算出两机之间在侧向，纵向和垂直方向上的碰撞风险概率及安全间隔，进而计算在不同运行模式下两机的碰撞风险概率，系统程序运行操作有如下步骤：

一、通过系统登录模块实现用户登录，并存储用户登录数据；

二、加载ADSB飞行数据后，查询机场资料、飞行数据，存储ADSB飞行数据，并在航班列表区选择显示的航班和时间；加载过程中，在图形显示区动态显示ADSB飞行数据的加载情况，以及显示地图、机场跑道、航班飞行航迹基础数据；数据加载完毕后，所有航迹显示在图形显示区；

三、对加载ADSB飞行数据是否按时间顺序进行判断，若按时间顺序加载ADSB飞行数据则进入下一步，否则程序返回重新加载ADSB飞行数据；

四、对航迹初步分析后，对航迹进行分类：a.该航迹与哪一条跑道关联；b.该航迹是飞机离场还是飞机进场，或是飞越机场和游弋于机场；

四、航迹分类后，分别在图形显示区显示；

五、地图距离测量，测出的距离为两点间的地表面距离，并存储；

六、在计算面板区域，根据航班飞行航迹基础数据进行风险计算；

(1)、加载方差参数：不同运行模式下的方差计算参数分别存储在不同的文件中，找到相应的计算文件，加载方差参数；

(2)、碰撞风险和安全间隔的计算：选择好计算模式后，根据需要调整匹配参数区的参数，或加载以前保存的参数，或全部使用初始值，参数调整好以后开始进行碰撞风险和安全间隔的计算；

(3)、计算完成后，存储或查看计算结果及计算过程；若不存储或查看计算结果及计算过程，则系统程序运行操作结束。

本发明所述的一种采用近距平行跑道碰撞风险及安全间隔计算系统进行计算的方法，其特征在于，所述计算方法有如下步骤：

设近距平行跑道碰撞风险模型为：