專利名稱：一種民航繁忙機(jī)場(chǎng)空域類型的劃設(shè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種民航繁忙機(jī)場(chǎng)空域類型的劃設(shè)方法，屬于航空航天領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
確定民航繁忙機(jī)場(chǎng)空域類型劃設(shè)主要有仿真評(píng)估方法和數(shù)學(xué)模型方法。作為ICAO的成員國(guó)，我國(guó)已承諾在2010年實(shí)施空域分類改革，繁忙機(jī)場(chǎng)空域在近幾年將重新進(jìn)行劃設(shè)。其中，繁忙機(jī)場(chǎng)是指年旅客吞吐量30，000, 000以上和年飛行架次 240，000的機(jī)場(chǎng)。繁忙機(jī)場(chǎng)空域?qū)儆谖覈?guó)目前的C類空域?，F(xiàn)行的空域規(guī)劃和分類管理辦法是上世紀(jì)八十年代制定的，將中國(guó)范圍內(nèi)空域劃設(shè)為A、B、C、D四類。A類空域?yàn)镼NE6000m以上的高空管制區(qū)；B類空域是指QNE6000m(含)至其下某指定高度的中低空管制區(qū)；C類空域稱為終端(進(jìn)近)管制區(qū)，通常劃設(shè)在多個(gè)機(jī)場(chǎng)附近的航路、航線匯合處，便于航空器進(jìn)、離場(chǎng)飛行；D類空域一般包括起落航線和FAF之后的航段以及第一個(gè)等待高度層(含)以下至地表的機(jī)場(chǎng)管制地帶。所有空域都是管制空域，沒(méi)有按照ICAO推薦的空域劃設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行科學(xué)分類管理和立體分層，更沒(méi)有涉及各類空域的具體劃設(shè)流程和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述背景技術(shù)的不足，提供了一種民航機(jī)場(chǎng)空域類型的劃設(shè)方法。本方法根據(jù)機(jī)場(chǎng)年起降架次數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)未來(lái)機(jī)場(chǎng)起降架次數(shù)據(jù)，采用 MapInfo軟件在機(jī)場(chǎng)終端區(qū)空域與地面聯(lián)合仿真平臺(tái)上劃設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的民航繁忙機(jī)場(chǎng)三環(huán)空域結(jié)構(gòu)、對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的繁忙機(jī)場(chǎng)空域結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新界定，評(píng)測(cè)個(gè)系統(tǒng)的覆蓋能力，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果給出劃設(shè)建議。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案—種民航繁忙機(jī)場(chǎng)空域類型的劃設(shè)方法，包括如下步驟步驟A 構(gòu)建待評(píng)估機(jī)場(chǎng)終端區(qū)空域與地面聯(lián)合的仿真平臺(tái)；步驟B 獲取待評(píng)估機(jī)場(chǎng)M年來(lái)起降架次數(shù)據(jù)，其中，M e [7，10]，M為自然數(shù)；步驟C 預(yù)測(cè)待評(píng)估機(jī)場(chǎng)未來(lái)N年起降架次數(shù)據(jù)，其中，N e [5，10]，N為自然數(shù)；步驟D 判定待評(píng)估機(jī)場(chǎng)是否為繁忙機(jī)場(chǎng)，當(dāng)步驟C預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)大于M0000時(shí)，判定該機(jī)場(chǎng)為繁忙機(jī)場(chǎng)，進(jìn)入步驟E，否則，結(jié)束劃設(shè)；步驟E 采用Maphfo軟件在機(jī)場(chǎng)終端區(qū)空域與地面聯(lián)合仿真平臺(tái)上劃設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的民航繁忙機(jī)場(chǎng)三環(huán)空域結(jié)構(gòu)；具體分步驟如下步驟E-I 設(shè)定該機(jī)場(chǎng)的導(dǎo)航臺(tái)為圓心；所述導(dǎo)航臺(tái)為機(jī)場(chǎng)VOR與DME合裝導(dǎo)航臺(tái)；步驟E-2 利用步驟E-I中的圓心，劃設(shè)半徑為20Km，高度由地表至平均海平面 IlOOm的內(nèi)環(huán)區(qū)域；步驟E-3 利用步驟E-I中的圓心，劃設(shè)半徑為35Km，高度由平均海平面IlOOm至平均海平面1500m的中環(huán)區(qū)域；步驟E-4 利用步驟E-I中的圓心，劃設(shè)半徑為46Km，高度由平均海平面1500m至平均海平面3000m的外環(huán)區(qū)域；步驟F 采用Maphfo軟件在機(jī)場(chǎng)終端區(qū)空域與地面聯(lián)合仿真平臺(tái)上對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的繁忙機(jī)場(chǎng)空域結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新界定；具體分步驟如下步驟F-I 根據(jù)空域內(nèi)主要機(jī)場(chǎng)的平均海平面高度，分別調(diào)整步驟E-2至步驟E-4 所劃設(shè)的內(nèi)環(huán)、中環(huán)、外環(huán)區(qū)域的高度范圍；步驟F-2 空域邊界使用VOR徑向線或DME弧表示，其中地表附近的待劃設(shè)空域邊界利用地面目視地表來(lái)劃分；步驟F-3 避開(kāi)特殊使用空域，考慮對(duì)航空器進(jìn)近階段飛行程序提供保護(hù)的因素界定空域結(jié)構(gòu)；步驟F-4 當(dāng)兩個(gè)機(jī)場(chǎng)空域各自標(biāo)準(zhǔn)三環(huán)空域存在重合時(shí)，對(duì)這兩個(gè)機(jī)場(chǎng)空域范圍統(tǒng)籌考慮，合并劃設(shè)；步驟G 結(jié)束該空域類型劃設(shè)。所述民航繁忙機(jī)場(chǎng)空域類型的規(guī)劃方法中，步驟A的具體實(shí)施為在GIS平臺(tái)上采用Delphi軟件開(kāi)發(fā)機(jī)場(chǎng)終端區(qū)空域與地面聯(lián)合仿真平臺(tái)。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，具有以下有益效果(1)通過(guò)對(duì)繁忙機(jī)場(chǎng)空域的空中交通流量長(zhǎng)期準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，能夠?yàn)榻K端區(qū)空域類型的劃設(shè)提供數(shù)據(jù)支持；(2)繁忙機(jī)場(chǎng)空域是所有空域類型中劃設(shè)最復(fù)雜的一種，因此，該空域類型的劃設(shè)方法可以直接為其它空域類型的劃設(shè)提供指導(dǎo)和借鑒，為我國(guó)空域分類改革的順利完成提供部分理論基礎(chǔ)與技術(shù)支持。


圖1為繁忙機(jī)場(chǎng)空域類型劃設(shè)的流程圖。圖2空中交通流量長(zhǎng)期預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)處理流程圖。圖3標(biāo)準(zhǔn)繁忙機(jī)場(chǎng)空域結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明如圖1所示的流程圖，民航繁忙機(jī)場(chǎng)空域類型的劃設(shè)方法，包括如下步驟步驟A 構(gòu)建待評(píng)估機(jī)場(chǎng)終端區(qū)空域與地面聯(lián)合仿真平臺(tái)。利用《國(guó)內(nèi)航空資料匯編》手冊(cè)，走訪負(fù)責(zé)該機(jī)場(chǎng)空域管制活動(dòng)的區(qū)域管制中心、 進(jìn)近管制室、塔臺(tái)管制室，在GIS (Geographic Information System，地理信息系統(tǒng))的平臺(tái)上采用Delphi軟件開(kāi)發(fā)機(jī)場(chǎng)終端區(qū)空域與地面聯(lián)合仿真平臺(tái)，構(gòu)建該機(jī)場(chǎng)當(dāng)前終端區(qū)空域結(jié)構(gòu)、進(jìn)離場(chǎng)航路航線、設(shè)置進(jìn)離港點(diǎn)以及所有通信、導(dǎo)航、監(jiān)視保障系統(tǒng)等，提供空域和機(jī)場(chǎng)地面的二維和三維視圖，包含該機(jī)場(chǎng)航空器進(jìn)近階段飛行剖面，并且包含該機(jī)場(chǎng)空域附近的特殊使用空域以及周邊附近機(jī)場(chǎng)空域情況，形成一個(gè)實(shí)時(shí)的空中交通仿真監(jiān)視工具。
步驟B 獲取待評(píng)估機(jī)場(chǎng)年起降架次數(shù)據(jù)。獲取機(jī)場(chǎng)近M年的年起降架次數(shù)據(jù)，M e [7，10]，M為自然數(shù)，這里M取7。獲取途徑有以下四種1)通過(guò)構(gòu)建的機(jī)場(chǎng)終端區(qū)空域與地面的聯(lián)合仿真軟件獲??；2)通過(guò)機(jī)場(chǎng)空管中心信息系統(tǒng)的航班運(yùn)行數(shù)據(jù)獲取；3)通過(guò)中國(guó)民用航空局官方網(wǎng)站獲取(http://Ww. caac. gov. cn/il/K3)；4)通過(guò)中國(guó)民航出版社《從統(tǒng)計(jì)看民航》資料中獲?。煌ㄟ^(guò)上述任意一種途徑獲取到機(jī)場(chǎng)近7年的年起降架次數(shù)據(jù)。步驟C 預(yù)測(cè)待評(píng)估機(jī)場(chǎng)未來(lái)年起降架次數(shù)據(jù)。用灰組合模型預(yù)測(cè)該民航繁忙機(jī)場(chǎng)未來(lái)N年年起降架次的飛行流量。N e [5，10]， N為自然數(shù)，這里N取5。用步驟B獲得的數(shù)據(jù)(初始數(shù)據(jù))的最前面5個(gè)數(shù)據(jù)建立GM(1，1)預(yù)測(cè)模型，接著增加一個(gè)新的原始數(shù)據(jù)，同時(shí)去掉最老的一個(gè)數(shù)據(jù)，即次5個(gè)數(shù)據(jù)，再建立GM(1，1)模型， 然后采用后5個(gè)數(shù)據(jù)同理建立GM(1，1)模型。對(duì)已經(jīng)建立的3個(gè)GM(1，1)模型組合進(jìn)行預(yù)測(cè)，組合模型中的權(quán)重值采用最小二乘法估計(jì)取得。如圖2所示該模型的預(yù)測(cè)過(guò)程如下Stepl.對(duì)原始序列χ (k)進(jìn)行弱化，形成初始序列χ x(0)=~-~[x(k) + x(k + \) + --- + x(n)\k = \，2，…，η(1)
n-k + \其中η即步驟C中建立GM(1，1)預(yù)測(cè)模型采用的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，這里η = 5。Step2.利用前 5 個(gè)初始數(shù)據(jù){x(°) (1)，x(0) (2)，x(°) (3)，x(°)⑷，x(°) (5)}序列、次 5 個(gè)初女臺(tái)數(shù)據(jù){x(0) (2)，x(0) (3)，x(0) (4)，x(0) (5)，x(0) (6)}序列、后 5 個(gè)初女臺(tái)數(shù)據(jù){x(0) (3)，x(0) (4)，x(0) (5)，x(0) (6)，x(0) (7)}序列分別建立GM (1，1)預(yù)測(cè)模型，設(shè)結(jié)果為 X (k) = (1 -一)[x(0)⑴-么]^後―υ, k = \,2”..(2)
αχx2° (k) = (1 - 一 )[x(0)⑵-2)， k = 2,\...(3 )
2x3° (k) = (1-一 )[x(0) (3) -3), Λ = 3,4”..( 4 )
α3式(2) (4)中的 、、 、‘ 、b3分別為GM(1，1)模型中的待識(shí)別參數(shù)。令:》(1)= x0(i) = ^(1) = x(°)(l) ,χ03 (2) = X02(I) = x(0)(2) ,x°(3) = x(0)(3)Step3.建立組合預(yù)測(cè)模型x(0) (k) = W1X1^ (k) + w2x2(0) (k) + w3x3(0) (k) k = \,2”..(5)式(5)中的權(quán)值w采用最小二乘法來(lái)確定。假設(shè)Wi的估計(jì)值為化，則可得到組合預(yù)測(cè)模型x(0) (k) = WlXli^ (k) + w2x2(0) (k) + w3x3(0) (k) k = \,2”..(6)Step4.精度檢驗(yàn)。若精度不符合要求，需要重新進(jìn)行預(yù)測(cè)。步驟D 判定是否屬于繁忙機(jī)場(chǎng)空域。本發(fā)明中的繁忙機(jī)場(chǎng)是指年飛行架次M0，000的機(jī)場(chǎng)。根據(jù)步驟C中獲得的未來(lái)5年的年起降架次預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)判定是否已經(jīng)達(dá)到了該數(shù)值。如果預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)大于M0，000，則判定該民航機(jī)場(chǎng)為繁忙機(jī)場(chǎng)，繼續(xù)步驟E，否則結(jié)束劃設(shè)。步驟E 如圖3所示，采用Maphfo軟件在機(jī)場(chǎng)終端區(qū)空域與地面聯(lián)合仿真平臺(tái)上劃設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的民航繁忙機(jī)場(chǎng)三環(huán)空域結(jié)構(gòu)；具體分步驟如下步驟E-I 設(shè)定該機(jī)場(chǎng)的導(dǎo)航臺(tái)為圓心；所述導(dǎo)航臺(tái)為機(jī)場(chǎng)VOR與DME合裝導(dǎo)航臺(tái)；步驟E-2 利用步驟E-I中的圓心，劃設(shè)半徑為20Km，高度由地表至平均海平面 IlOOm的內(nèi)環(huán)區(qū)域；步驟E-3 利用步驟E-I中的圓心，劃設(shè)半徑為35Km，高度由平均海平面IlOOm至平均海平面1500m的中環(huán)區(qū)域；步驟E-4 利用步驟E-I中的圓心，劃設(shè)半徑為46Km，高度由平均海平面1500m至平均海平面3000m的外環(huán)區(qū)域；步驟F 采用Maphfo軟件在機(jī)場(chǎng)終端區(qū)空域與地面聯(lián)合仿真平臺(tái)上對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的繁忙機(jī)場(chǎng)空域結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新界定；具體分步驟如下步驟F-I 根據(jù)空域內(nèi)主要機(jī)場(chǎng)的平均海平面高度，分別調(diào)整步驟E-2至步驟E-4 所劃設(shè)的內(nèi)環(huán)、中環(huán)、外環(huán)區(qū)域的高度范圍；步驟F-2 空域邊界使用VOR徑向線或DME弧表示，其中地表附近的待劃設(shè)空域邊界利用地面目視地表來(lái)劃分；步驟F-3 避開(kāi)特殊使用空域，考慮對(duì)航空器進(jìn)近階段飛行程序提供保護(hù)的因素界定空域結(jié)構(gòu)；步驟F-4 當(dāng)兩個(gè)機(jī)場(chǎng)空域各自標(biāo)準(zhǔn)三環(huán)空域存在重合時(shí)，對(duì)這兩個(gè)機(jī)場(chǎng)空域范圍統(tǒng)籌考慮，合并劃設(shè)；步驟G 結(jié)束該空域類型劃設(shè)。
權(quán)利要求
1.一種民航繁忙機(jī)場(chǎng)空域類型的劃設(shè)方法，其特征在于包括如下步驟 步驟A 構(gòu)建待評(píng)估機(jī)場(chǎng)終端區(qū)空域與地面聯(lián)合的仿真平臺(tái)；步驟B 獲取待評(píng)估機(jī)場(chǎng)M年來(lái)起降架次數(shù)據(jù)，其中，M e [7，10]，M為自然數(shù)； 步驟C 預(yù)測(cè)待評(píng)估機(jī)場(chǎng)未來(lái)N年起降架次數(shù)據(jù)，其中，N e [5，10]，N為自然數(shù)； 步驟D 判定待評(píng)估機(jī)場(chǎng)是否為繁忙機(jī)場(chǎng)，當(dāng)步驟C預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)大于M0000時(shí)，判定該機(jī)場(chǎng)為繁忙機(jī)場(chǎng)，進(jìn)入步驟E，否則，結(jié)束劃設(shè)；步驟E 采用MapInfo軟件在機(jī)場(chǎng)終端區(qū)空域與地面聯(lián)合仿真平臺(tái)上劃設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的民航繁忙機(jī)場(chǎng)三環(huán)空域結(jié)構(gòu)；具體分步驟如下 步驟E-I 設(shè)定該機(jī)場(chǎng)的導(dǎo)航臺(tái)為圓心； 所述導(dǎo)航臺(tái)為機(jī)場(chǎng)VOR與DME合裝導(dǎo)航臺(tái)；步驟E-2 利用步驟E-I中的圓心，劃設(shè)半徑為20Km，高度由地表至平均海平面IlOOm 的內(nèi)環(huán)區(qū)域；步驟E-3 利用步驟E-I中的圓心，劃設(shè)半徑為35Km，高度由平均海平面IlOOm至平均海平面1500m的中環(huán)區(qū)域；步驟E-4 利用步驟E-I中的圓心，劃設(shè)半徑為46Km，高度由平均海平面1500m至平均海平面3000m的外環(huán)區(qū)域；步驟F 采用Maphfo軟件在機(jī)場(chǎng)終端區(qū)空域與地面聯(lián)合仿真平臺(tái)上對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的繁忙機(jī)場(chǎng)空域結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新界定；具體分步驟如下步驟F-I 根據(jù)空域內(nèi)主要機(jī)場(chǎng)的平均海平面高度，分別調(diào)整步驟E-2至步驟E-4所劃設(shè)的內(nèi)環(huán)、中環(huán)、外環(huán)區(qū)域的高度范圍；步驟F-2:空域邊界使用VOR徑向線或DME弧表示，其中地表附近的待劃設(shè)空域邊界利用地面目視地表來(lái)劃分；步驟F-3:避開(kāi)特殊使用空域，考慮對(duì)航空器進(jìn)近階段飛行程序提供保護(hù)的因素界定空域結(jié)構(gòu)；步驟F-4 當(dāng)兩個(gè)機(jī)場(chǎng)空域各自標(biāo)準(zhǔn)三環(huán)空域存在重合時(shí)，對(duì)這兩個(gè)機(jī)場(chǎng)空域范圍統(tǒng)籌考慮，合并劃設(shè)；步驟G 結(jié)束該空域類型劃設(shè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的民航繁忙機(jī)場(chǎng)空域類型的規(guī)劃方法，其特征在于步驟A的具體實(shí)施為在GIS平臺(tái)上采用Delphi軟件開(kāi)發(fā)機(jī)場(chǎng)終端區(qū)空域與地面聯(lián)合仿真平臺(tái)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種民航繁忙機(jī)場(chǎng)空域類型的劃設(shè)方法，屬于航空航天領(lǐng)域。本方法根據(jù)機(jī)場(chǎng)年起降架次數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)未來(lái)機(jī)場(chǎng)起降架次數(shù)據(jù)，采用MapInfo軟件在機(jī)場(chǎng)終端區(qū)空域與地面聯(lián)合仿真平臺(tái)上劃設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的民航繁忙機(jī)場(chǎng)三環(huán)空域結(jié)構(gòu)，最后對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的繁忙機(jī)場(chǎng)空域結(jié)構(gòu)根據(jù)空域內(nèi)主要機(jī)場(chǎng)得到平均海平面高度、空域附近其它機(jī)場(chǎng)等限定條件進(jìn)行重新界定。本方法通過(guò)對(duì)繁忙機(jī)場(chǎng)空域的空中交通流量長(zhǎng)期準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，能夠?yàn)榻K端區(qū)空域類型的劃設(shè)提供數(shù)據(jù)支持。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102270255SQ20111017974
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者李桂毅, 王世錦, 隋東 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)