[发明专利]一种民航飞行航路规划方法

说明书

本发明公开了一种民航飞行航路规划方法，包括如下步骤：1)加载水平面上的航路点、航路边数据，过滤不满足航行规则的节点与边；2)根据优化目标，计算每一条航路边各高度层的边权值；3)选择所有高度层中权值最小值作为该航路边的权值；4)利用KSP算法生成K条水平最短路径；5)计算这K条路径上每个航路边的飞行高度及飞机的初始带油量，最后再根据优化目标从K个结果中选择最优的结果作为最终结果；如果优化目标是最短距离，取K＝1。本发明基于运筹优化算法理论，构建了以最短距离、最省时间或最小油耗为优化目标的民航飞行航路规划方法，经验证，本发明设计的民航飞行航路规划方法达到了优化目标，算法合理，可用于规划民航飞行航路。

技术领域

本发明涉及民航运行指挥及签派放行技术领域。

背景技术

航路规划是飞行计划系统的核心技术之一。飞行计划系统是航空公司用于制作每个航班的计算机飞行计划和签派放行等工作所采用的一套系统，目的是为了规范运行管理、提高工作效率、控制航班运行风险和节约航班运营成本和增加运营效益。飞行计划系统核心功能模块就是飞行计划制作和航路规划等。航路规划的技术原理和核心算法，目前主要由德国汉莎系统公司、美国赛博公司、美国杰普逊公司和法国Navblue公司等掌控。

汉莎的Lido/Flight系统是目前国际上较为先进的飞行计划系统。Lido/Flight是在早期汉莎航空公司内部的签派系统逐步发展起来的，目前在世界上有超过120多家用户，包括荷兰航空、法国航空、英国航空、加拿大航空、阿联酋航空(Emirates)、新加坡航空、韩亚航空、UPS(United Package Service)、长荣航空和中国南方航空等。主要特点是：系统功能整合和自动化程度高，并提供实时、可靠的航路优化功能，系统可以根据相关的运行条件、飞机性能和气象等数据，计算出最省油航路、最省成本航路、最省时间航路和最近距离航路。

赛博AirCentre Flight Plan Manager系统是由美国航空(American Airlines)的内部系统(名称为Dispatch Manager)为基础逐步发展起来的。其系统主要功能是实现通过计算机系统计算飞行计划，系统无法自动计算和优化合法可用的航路，系统功能和数据的整合性相对较差。在2010年赛博收购的奥地利的飞行计划系统公司FWZ，近年赛博将原两家公司的系统逐步进行整合，并重新更名为AirCentre Flight Plan Manager。中国东方航空已购买赛博的新版本系统，目前处于升级阶段，还未正式上线。目前，赛博系统的用户还包括中国国际航空、JetBlue、美国联合航空(United Airlines)、印度航空、日本航空和维珍航空(Virgin Atlantic/Virgin Australia)等二十多家用户。

杰普逊的JetPlanner系统可计算最小成本的航路，并结合天气等因素，计算可用的航路。国内海航、深航、川航和山东航等中小型航空公司均使用Jetplanner制作飞行计划。

Navblue公司的N-Flight Planning系统早期是加拿大Navtech公司拥有，2016年Navblue收购Navtech公司，并在Navtech公司原有的飞行计划系统的产品基础上逐步升级。目前，厦航使用该套系统制作洲际航班的飞行计划，据称可以生成优化的航路。

在国内，目前处于飞行计划系统研发的起步阶段，还没有一家公司发布成型的产品。其中，航科院中宇(北京)新技术发展有限公司在研发计算机飞行计划系统，据称提供三种计算模式制作飞行计划，满足大部分航空公司需求，严格遵守中国民航局CCAR-121-R5规章有关签派和飞行放行的要求，具有自主知识产权的飞机性能计算算法，拥有专业的全球气象数据，完备的AIP、NAIP数据以及国内班机航线数据，并可无缝接入机载导航数据开放的外部数据接口，方便系统整合飞行计划可进行定制化的输出，但无航路优化功能模块。此外，中航材导航技术(北京)有限公司目前开发了计算最近距离航路的功能，但无法结合飞行计划。