本發(fā)明涉及扇區(qū)流量計(jì)算，具體為一種航空行業(yè)流式計(jì)算扇區(qū)流量的通用方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、航空交通管理(atm)是確保空中交通安全和效率的關(guān)鍵領(lǐng)域之一。隨著全球航空運(yùn)輸需求的持續(xù)增長，空中交通密度不斷增加，空域管理面臨巨大的挑戰(zhàn)。在這種背景下，有效監(jiān)控和管理航空器在各空域扇區(qū)中的流量，成為確保飛行安全和優(yōu)化空域資源配置的重要任務(wù)。

2、傳統(tǒng)的扇區(qū)流量監(jiān)控方法主要依賴于定時(shí)采樣和離線處理，其核心流程包括航跡點(diǎn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、后續(xù)分析和人工處理。這些方法雖然在一定程度上能夠滿足基本需求，但其局限性也非常明顯：

3、時(shí)效性差：傳統(tǒng)方法通常采用批處理模式，對(duì)航跡點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行間隔性采樣和離線分析，導(dǎo)致流量統(tǒng)計(jì)存在時(shí)間滯后，無法實(shí)時(shí)反映空中交通動(dòng)態(tài)情況。

4、計(jì)算效率低：面對(duì)日益增多的航班和復(fù)雜的空域結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)方法的處理效率難以滿足實(shí)際需求，特別是在航班高峰期，數(shù)據(jù)處理瓶頸尤為突出。

5、精度受限：由于依賴于固定的采樣周期和離線分析，傳統(tǒng)方法在航跡點(diǎn)的空間歸屬計(jì)算和流量統(tǒng)計(jì)精度上存在不足，難以提供高精度的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支持。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種航空行業(yè)流式計(jì)算扇區(qū)流量的通用方法及系統(tǒng)，旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)航跡點(diǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理和扇區(qū)流量的精準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)。該方法通過引入先進(jìn)的流式計(jì)算框架和高效的地理空間算法，為空中交通管理提供了一種高效、實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)的解決方案，有助于提升航空安全性和空域資源利用效率。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種航空行業(yè)流式計(jì)算扇區(qū)流量的通用方法，所述方法包括以下步驟：

3、數(shù)據(jù)采集：從多個(gè)數(shù)據(jù)源實(shí)時(shí)采集航跡點(diǎn)數(shù)據(jù)；

4、數(shù)據(jù)預(yù)處理：對(duì)采集到的航跡點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)清洗；

5、航跡點(diǎn)空間歸屬計(jì)算：利用地理信息系統(tǒng)gis技術(shù)將每個(gè)航跡點(diǎn)映射到對(duì)應(yīng)的航空扇區(qū)；

6、扇區(qū)流量統(tǒng)計(jì)：實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)每個(gè)航空扇區(qū)的流量信息，包括航班數(shù)量和飛行高度分布指標(biāo)；

7、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與展示：將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，并通過可視化工具動(dòng)態(tài)展示扇區(qū)流量情況。

8、優(yōu)選的，數(shù)據(jù)預(yù)處理步驟包括：

9、格式轉(zhuǎn)換：將不同來源的航跡點(diǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的格式；

10、數(shù)據(jù)清洗：去除重復(fù)、錯(cuò)誤或缺失的數(shù)據(jù)。

11、優(yōu)選的，航跡點(diǎn)空間歸屬計(jì)算步驟包括：

12、使用地理信息系統(tǒng)gis技術(shù)計(jì)算航跡點(diǎn)的空間位置；

13、利用空間索引算法將航跡點(diǎn)映射到對(duì)應(yīng)的航空扇區(qū)。

14、優(yōu)選的，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)步驟包括：

15、將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在高效的分布式數(shù)據(jù)庫中。

16、優(yōu)選的，數(shù)據(jù)展示步驟包括：

17、利用可視化工具動(dòng)態(tài)展示扇區(qū)流量信息，支持多維度查詢和分析。

18、一種航空行業(yè)流式計(jì)算扇區(qū)流量的通用系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

19、數(shù)據(jù)采集模塊：從不同數(shù)據(jù)源實(shí)時(shí)采集航跡點(diǎn)數(shù)據(jù)；

20、數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊：apache?flink實(shí)時(shí)讀取mq中航跡點(diǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；

21、流式計(jì)算模塊：計(jì)算航跡點(diǎn)數(shù)據(jù)落入哪個(gè)扇區(qū)范圍；

22、存儲(chǔ)與展示模塊：提供數(shù)據(jù)庫供計(jì)算模塊實(shí)時(shí)寫入最新計(jì)算結(jié)果。

23、優(yōu)選的，數(shù)據(jù)采集模塊，從不同數(shù)據(jù)源實(shí)時(shí)采集航跡點(diǎn)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)源包括oracle/mysql關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，其中關(guān)系數(shù)據(jù)庫需要開啟binlog供數(shù)據(jù)采集工具采集到mq；發(fā)送到mq的硬件實(shí)時(shí)位置信息。

24、優(yōu)選的，數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，apache?flink實(shí)時(shí)讀取mq中航跡點(diǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換、去噪處理和數(shù)據(jù)清洗，以保證數(shù)據(jù)質(zhì)量；處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到下游的kafka?topic。

25、優(yōu)選的，流式計(jì)算模塊，apache?flink任務(wù)啟動(dòng)后首先加載扇區(qū)數(shù)據(jù)，連接kafka消費(fèi)處理后的航跡點(diǎn)數(shù)據(jù)，計(jì)算航跡點(diǎn)數(shù)據(jù)落入哪個(gè)扇區(qū)范圍，對(duì)扇區(qū)流量加1，結(jié)果數(shù)據(jù)緩存到內(nèi)存，apache?flink算子中設(shè)置定時(shí)器，定時(shí)將緩存的結(jié)果數(shù)據(jù)寫入外部數(shù)據(jù)庫。

26、優(yōu)選的，存儲(chǔ)與展示模塊，提供數(shù)據(jù)庫供計(jì)算模塊實(shí)時(shí)寫入最新計(jì)算結(jié)果，bi系統(tǒng)或大屏系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)應(yīng)用與展示，從數(shù)據(jù)庫中讀取計(jì)算結(jié)果，展示到前端頁面，并定時(shí)自動(dòng)刷新數(shù)據(jù)。

27、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

28、本發(fā)明提出的航空行業(yè)流式計(jì)算扇區(qū)流量的通用方法及系統(tǒng)，實(shí)時(shí)性強(qiáng)：利用流式計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)航跡點(diǎn)數(shù)據(jù)的毫秒級(jí)處理，極大地縮短了數(shù)據(jù)處理的時(shí)間間隔；高效性高：通過分布式架構(gòu)和內(nèi)存計(jì)算，提高了對(duì)海量航跡點(diǎn)數(shù)據(jù)的處理效率，能夠應(yīng)對(duì)高并發(fā)場(chǎng)景；精準(zhǔn)性好：采用先進(jìn)的地理空間算法，實(shí)現(xiàn)了航跡點(diǎn)的精準(zhǔn)空間歸屬計(jì)算和扇區(qū)流量的高精度統(tǒng)計(jì)；擴(kuò)展性強(qiáng)：系統(tǒng)架構(gòu)靈活，可根據(jù)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行擴(kuò)展，適應(yīng)不同規(guī)模和復(fù)雜度的應(yīng)用場(chǎng)景。

技術(shù)特征：

1.一種航空行業(yè)流式計(jì)算扇區(qū)流量的通用方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航空行業(yè)流式計(jì)算扇區(qū)流量的通用方法，其特征在于：數(shù)據(jù)預(yù)處理步驟包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航空行業(yè)流式計(jì)算扇區(qū)流量的通用方法，其特征在于：航跡點(diǎn)空間歸屬計(jì)算步驟包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航空行業(yè)流式計(jì)算扇區(qū)流量的通用方法，其特征在于：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)步驟包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航空行業(yè)流式計(jì)算扇區(qū)流量的通用方法，其特征在于：數(shù)據(jù)展示步驟包括：

6.一種根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的航空行業(yè)流式計(jì)算扇區(qū)流量的通用方法的航空行業(yè)流式計(jì)算扇區(qū)流量的通用系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種航空行業(yè)流式計(jì)算扇區(qū)流量的通用系統(tǒng)，其特征在于：數(shù)據(jù)采集模塊，從不同數(shù)據(jù)源實(shí)時(shí)采集航跡點(diǎn)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)源包括oracle/mysql關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，其中關(guān)系數(shù)據(jù)庫需要開啟binlog供數(shù)據(jù)采集工具采集到mq；發(fā)送到mq的硬件實(shí)時(shí)位置信息。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種航空行業(yè)流式計(jì)算扇區(qū)流量的通用系統(tǒng)，其特征在于：數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，apache?flink實(shí)時(shí)讀取mq中航跡點(diǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換、去噪處理和數(shù)據(jù)清洗，以保證數(shù)據(jù)質(zhì)量；處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到下游的kafka?topic。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種航空行業(yè)流式計(jì)算扇區(qū)流量的通用系統(tǒng)，其特征在于：流式計(jì)算模塊，apache?flink任務(wù)啟動(dòng)后首先加載扇區(qū)數(shù)據(jù)，連接kafka消費(fèi)處理后的航跡點(diǎn)數(shù)據(jù)，計(jì)算航跡點(diǎn)數(shù)據(jù)落入哪個(gè)扇區(qū)范圍，對(duì)扇區(qū)流量加1，結(jié)果數(shù)據(jù)緩存到內(nèi)存，apacheflink算子中設(shè)置定時(shí)器，定時(shí)將緩存的結(jié)果數(shù)據(jù)寫入外部數(shù)據(jù)庫。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種航空行業(yè)流式計(jì)算扇區(qū)流量的通用系統(tǒng)，其特征在于：存儲(chǔ)與展示模塊，提供數(shù)據(jù)庫供計(jì)算模塊實(shí)時(shí)寫入最新計(jì)算結(jié)果，bi系統(tǒng)或大屏系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)應(yīng)用與展示，從數(shù)據(jù)庫中讀取計(jì)算結(jié)果，展示到前端頁面，并定時(shí)自動(dòng)刷新數(shù)據(jù)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及扇區(qū)流量計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種航空行業(yè)流式計(jì)算扇區(qū)流量的通用方法及系統(tǒng)，包括以下步驟：數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)預(yù)處理，航跡點(diǎn)空間歸屬計(jì)算，扇區(qū)流量統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與展示；有益效果為：本發(fā)明提出的航空行業(yè)流式計(jì)算扇區(qū)流量的通用方法及系統(tǒng)，實(shí)時(shí)性強(qiáng)：利用流式計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)航跡點(diǎn)數(shù)據(jù)的毫秒級(jí)處理，極大地縮短了數(shù)據(jù)處理的時(shí)間間隔；高效性高：通過分布式架構(gòu)和內(nèi)存計(jì)算，提高了對(duì)海量航跡點(diǎn)數(shù)據(jù)的處理效率，能夠應(yīng)對(duì)高并發(fā)場(chǎng)景；精準(zhǔn)性好：采用先進(jìn)的地理空間算法，實(shí)現(xiàn)了航跡點(diǎn)的精準(zhǔn)空間歸屬計(jì)算和扇區(qū)流量的高精度統(tǒng)計(jì)；擴(kuò)展性強(qiáng)：系統(tǒng)架構(gòu)靈活，可根據(jù)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行擴(kuò)展，適應(yīng)不同規(guī)模和復(fù)雜度的應(yīng)用場(chǎng)景。

技術(shù)研發(fā)人員：郭春雨
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浪潮云信息技術(shù)股份公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6