一种近距平行跑道容量的计算方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种近距平行跑道运行容量的计算方法和装置，该方法包括：获取给定机场位置的近距平行跑道内进场/离场航班序列；分别根据错列进近程序和高角度进近程序确定相继进场顺序和相继离场顺序，确定进场航班序列中的配对进场航班以及离场航班序列中的配对离场航班；根据确定的配对进场航班以及预设的错列进近程序与高角度进近程序，对给定时间段内近距平行跑道的进场容量进行计算；根据确定的配对离场航班，对给定时间段内近距平行跑道的离场容量进行计算；根据计算得到的近距平行跑道的进场容量和离场容量，对近距平行跑道混合运行时的容量进行计算。通过本发明专利技术提供的近距平行跑道容量的计算方法和装置，可以进一步增加近距平行跑道容量。

【技术实现步骤摘要】
一种近距平行跑道容量的计算方法和装置
本专利技术涉及空中交通管理
，具体而言，涉及一种近距平行跑道容量的计算方法和装置。
技术介绍
近年来，航空流量快速增加，各大航空枢纽机场通过增加跑道数量来保证日趋增长的运输需求。早在上个世纪60年代，美国联邦航空局和麦特公司就开始了对平行跑道运行研究。最早提出配对进近这一思想的是美国学者HAMMER，他于1999年提出了当两架航空器建立了各自的航向道后，前机与后机可以在保持一定斜距的条件下配对进近也相继进行了同时进近的模拟和评估。随后在2000年，又研究了仪表气象条件下的平行配对进近。2010年，FARRAHI提出了一种新的算法来对相关平行进近运行模式下的近距平行跑道进行排序，通过与遗传算法的排序情况进行对比，凸显了新算法的排序优势。2011年，美国联邦航空局发放了基于仪表着陆系统微波着陆系统的近距平行跑道相关进近程序文件，这说明美国已正式开始授权一些机场进行近距平行跑道相关平行进近运行，近距平行跑道实现相关平行进近运行的可行性和有效性得到了认可。2005年我国颁布了《平行跑道同时仪表运行管理规定》，该文件将平行跑道分为远距平行跑道、中等间距跑道和近距平行跑道。其中，近距平行跑道为跑道中心线间距在21～760米之间的跑道对；中等间距跑道为跑道中心线间距在760～1300米之间的跑道对；远距平行跑道为跑道中心线间距大于1300米的跑道对。专利技术人在研究中发现，现有技术中的近距平行跑道容量的计算方法较多地集中在隔离平行运行模式平行跑道容量计算下，较少有针对近距平行跑道相关平行进近运行模式建立合适的容量计算模型，得到在相关平行进近运行模式下的跑道容量。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术通过引入错列进近程序和高角度进近程序这一概念，研究了近距平行跑道容量的计算方法和装置，可以为以后我国规划实施近距平行跑道提供初期的跑道构型方案及可用程序方案。第一方面，本专利技术实施例提供了一种近距平行跑道容量的计算方法，包括：在给定时间段内，获取给定机场位置的近距平行跑道内进场/离场航班序列，所述航班序列包括所述航班序列中各航班的进场速度和飞行高度；分别根据进场/离场航班序列中记录的各航班相继进场顺序和相继离场顺序，确定所述进场航班序列中的配对进场航班以及所述离场航班序列中的配对离场航班，其中，所述配对进场航班，包括分别在所述近距平行跑道的两条跑道上先后进入机场的航班；所述配对离场航班，包括分别在所述近距平行跑道的两条跑道上先后离开机场的航班；根据确定的所述配对进场航班以及预设的错列进近程序与高角度进近程序，对给定时间段内所述近距平行跑道的进场容量进行计算；根据确定的所述配对离场航班，对给定时间段内所述近距平行跑道的离场容量进行计算；根据计算得到的所述近距平行跑道的进场容量和离场容量，对所述近距平行跑道混合运行时的容量进行计算。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中：根据确定的所述配对进场航班以及预设的错列进近程序与高角度进近程序，对给定时间段内所述近距平行跑道的进场容量进行计算，包括：当预先设定所述进场航班序列包括航班i、航班j、航班k和航班l，以及航班i和航班j在所述近距平行跑道的一条跑道上着陆且航班k和航班l在所述近距平行跑道的另一条跑道上着陆时，确定航班i和航班k组成配对进场航班ij、航班k和航班j组成配对进场航班kj以及航班j和航班l组成配对进场航班jl；根据航班i、航班j、航班k和航班l的进场速度和飞行高度，分别确定航班i和航班k到达所述近距平行跑道的最小到达间隔时间atik、航班k和航班j到达所述近距平行跑道的最小到达间隔时间atkj和航班j和航班l到达所述近距平行跑道的最小到达间隔时间atjl；根据确定的atik、atkj和atjl，通过公式atij/k(L,H,V)＝max{(1-uij)atij(L)+uijatij(V)；(1-uik)atik(H)+uikatik(V)+(1-ukj)atkj(H)+ukjatkj(V)}和atkl/j(L,H,V)＝max{(1-ukl)atkl(L)+uklatkl(V)；(1-ukj)atkj(H)+ukjatkj(V)+(1-ujl)atjl(H)+ujlatjl(V)}对配对进场航班ij在受航班k影响时的最小到达间隔时间atij/k以及配对进场航班kl在受航班j影响时的最小到达间隔时间atkl/j进行计算；根据预先设置的航班i、航班j、航班k和航班l发生的概率pi、pk、pj和pl以及计算得到的atij/k和atkl/j，通过公式和计算所述进场航班序列分别到达所述近距平行跑道中每个跑道的到达间隔时间和其中，pij/k＝pipkpj；pkj/l＝pkpjpl；根据计算得到的和确定近距平行跑道中每个跑道的最终进场容量；其中，L表示纵向；H表示水平-对角；V表示垂直；uij、uik、ukj、ujl和ukl分别表示控制变量，pij/k表示atij/k的发生概率，pkj/l表示atkl/j的发生概率；uij、uik、ukj、ujl和ukl通过以下规则进行赋值：规则1：规则2：规则3：结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中：对配对进场航班ij在受航班k影响时的最小到达间隔时间atij/k进行计算，还包括：当通过预设的错列进近程序与高角度进近程序，确定航班i、航班j和航班k的进场速度满足预设的速度条件vi≤vk≤vj且航班的相对进场速度/飞行高度组合为以下组合之一时：S/H-S/H-S/H、S/H-S/H-F/L、S/H-F/L-F/L、F/L-F/L-F/L时，通过以下公式对atij/k进行计算：其中，S表示慢；F表示快；H表示高；L表示低；θi/j/k分别表示航班i、k与j的轨迹的滑翔倾斜角；分别表示应用于配对航班ij、ik与kj的空中交通管制员最小垂直分离规则；δij表示应用于航班ij中的空中交通管制员最小纵向分离规则；ρik/kj分别表示应用于配对航班ik与kj的空中交通管制员最小水平-对角分离规则；d表示近距平行跑道中心线之间的间隔；vi/k/j分别表示航班i、k与j的进场速度。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中：对配对进场航班ij在受航班k影响时的最小到达间隔时间atij/k进行计算，还包括：当通过预设的错列进近程序与高角度进近程序，确定航班i、航班j和航班k满足如下条件之一时：航班i、航班j和航班k的进场速度满足预设的速度条件vi＞vk≥vj且航班的相对进场速度/飞行高度组合为F/L-S/H-S/H；航班i、航班j和航班k的进场速度满足预设的速度条件vi＝vk≤vj且航班的相对进场速度/飞行高度组合为S/H-S/H-F/L；航班i、航班j和航班k的进场速度满足预设的速度条件vi>vk＝vj且航班的相对进场速度/飞行高度组合为F/L-S/H-S/H；航班i、航班j和航班k的进场速度满足预设的速度条件vi>vk＜vj且航班的相对进场速度/飞行高度组合为F/L-S/H-S/H；通过以下公式对atij/k进行计算：其中，S表示慢；F表示快；H表示高；L表示低；γi/j/k分别表示航班i、j和k的最终进场航线长度；θi/j本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种近距平行跑道容量的计算方法，其特征在于，包括：在给定时间段内，获取给定机场位置的近距平行跑道内进场/离场航班序列，所述航班序列包括所述航班序列中各航班的进场速度和飞行高度；分别根据进场/离场航班序列中记录的各航班相继进场顺序和相继离场顺序，确定所述进场航班序列中的配对进场航班以及所述离场航班序列中的配对离场航班，其中，所述配对进场航班，包括分别在所述近距平行跑道的两条跑道上先后进入机场的航班；所述配对离场航班，包括分别在所述近距平行跑道的两条跑道上先后离开机场的航班；根据确定的所述配对进场航班以及预设的错列进近程序与高角度进近程序，对给定时间段内所述近距平行跑道的进场容量进行计算；根据确定的所述配对离场航班，对给定时间段内所述近距平行跑道的离场容量进行计算；根据计算得到的所述近距平行跑道的进场容量和离场容量，对所述近距平行跑道混合运行时的容量进行计算。

【技术特征摘要】
1.一种近距平行跑道容量的计算方法，其特征在于，包括：在给定时间段内，获取给定机场位置的近距平行跑道内进场/离场航班序列，所述航班序列包括所述航班序列中各航班的进场速度和飞行高度；分别根据进场/离场航班序列中记录的各航班相继进场顺序和相继离场顺序，确定所述进场航班序列中的配对进场航班以及所述离场航班序列中的配对离场航班，其中，所述配对进场航班，包括分别在所述近距平行跑道的两条跑道上先后进入机场的航班；所述配对离场航班，包括分别在所述近距平行跑道的两条跑道上先后离开机场的航班；根据确定的所述配对进场航班以及预设的错列进近程序与高角度进近程序，对给定时间段内所述近距平行跑道的进场容量进行计算；根据确定的所述配对离场航班，对给定时间段内所述近距平行跑道的离场容量进行计算；根据计算得到的所述近距平行跑道的进场容量和离场容量，对所述近距平行跑道混合运行时的容量进行计算。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据确定的所述配对进场航班以及预设的错列进近程序与高角度进近程序，对给定时间段内所述近距平行跑道的进场容量进行计算，包括：当预先设定所述进场航班序列包括航班i、航班j、航班k和航班l，以及航班i和航班j在所述近距平行跑道的一条跑道上着陆且航班k和航班l在所述近距平行跑道的另一条跑道上着陆时，确定航班i和航班k组成配对进场航班ij、航班k和航班j组成配对进场航班kj以及航班j和航班l组成配对进场航班jl；根据航班i、航班j、航班k和航班l的进场速度和飞行高度，分别确定航班i和航班k到达所述近距平行跑道的最小到达间隔时间atik、航班k和航班j到达所述近距平行跑道的最小到达间隔时间atkj和航班j和航班l到达所述近距平行跑道的最小到达间隔时间atjl；根据确定的atik、atkj和atjl，通过公式atij/k(L,H,V)＝max{(1-uij)atij(L)+uijatij(V)；(1-uik)atik(H)+uikatik(V)+(1-ukj)atkj(H)+ukjatkj(V)}和atkl/j(L,H,V)＝max{(1-ukl)atkl(L)+uklatkl(V)；(1-ukj)atkj(H)+ukjatkj(V)+(1-ujl)atjl(H)+ujlatjl(V)}对配对进场航班ij在受航班k影响时的最小到达间隔时间atij/k以及配对进场航班kl在受航班j影响时的最小到达间隔时间atkl/j进行计算；根据预先设置的航班i、航班j、航班k和航班l发生的概率pi、pk、pj和pl以及计算得到的atij/k和atkl/j，通过公式和计算所述进场航班序列分别到达所述近距平行跑道中每个跑道的到达间隔时间和其中，pij/k＝pipkpj；pkj/l＝pkpjpl；根据计算得到的和确定近距平行跑道中每个跑道的最终进场容量；其中，L表示纵向；H表示水平-对角；V表示垂直；uij、uik、ukj、ujl和ukl分别表示控制变量，pij/k表示atij/k的发生概率，pkj/l表示atkl/j的发生概率；uij、uik、ukj、ujl和ukl通过以下规则进行赋值：规则1：规则2：规则3：3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对配对进场航班ij在受航班k影响时的最小到达间隔时间atij/k进行计算，还包括：当通过预设的错列进近程序与高角度进近程序，确定航班i、航班j和航班k的进场速度满足预设的速度条件vi≤vk≤vj且航班的相对进场速度/飞行高度组合为以下组合之一时：S/H-S/H-S/H、S/H-S/H-F/L、S/H-F/L-F/L、F/L-F/L-F/L时，通过以下公式对atij/k进行计算：其中，S表示慢；F表示快；H表示高；L表示低；θi/j/k分别表示航班i、k与j的轨迹的滑翔倾斜角；分别表示应用于配对航班ij、ik与kj的空中交通管制员最小垂直分离规则；δij表示应用于航班ij中的空中交通管制员最小纵向分离规则；ρik/kj分别表示应用于配对航班ik与kj的空中交通管制员最小水平-对角分离规则；d表示近距平行跑道中心线之间的间隔；vi/k/j分别表示航班i、k与j的进场速度。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对配对进场航班ij在受航班k影响时的最小到达间隔时间atij/k进行计算，还包括：当通过预设的错列进近程序与高角度进近程序，确定航班i、航班j和航班k满足如下条件之一时：航班i、航班j和航班k的进场速度满足预设的速度条件vi＞vk≥vj且航班的相对进场速度/飞行高度组合为F/L-S/H-S/H；航班i、航班j和航班k的进场速度满足预设的速度条件vi＝vk≤vj且航班的相对进场速度/飞行高度组合为S/H-S/H-F/L；航班i、航班j和航班k的进场速度满足预设的速度条件vi>vk＝vj且航班的相对进场速度/飞行高度组合为F/L-S/H-S/H；航班i、航班j和航班k的进场速度满足预设的速度条件vi>vk＜vj且航班的相对进场速度/飞行高度组合为F/L-S/H-S/H；通过以下公式对atij/k进行计算：其中，S表示慢；F表示快；H表示高；L表示低；γi/j/k分别表示航班i、j和k的最终进场航线长度；θi/j/k分别表示航班i、k与j的轨迹的滑翔倾斜角；分别表示应用于配对航班ij、ik与kj的空中交通管制员最小垂直分离规则；δij表示应用于航班ij中的空中交通管制员最小纵向分离规则；ρik/kj分别表示应用于配对航班ik与kj的空中交通管制员最小水平-对角分离规则；d表示近距平行跑道中心线之间的间隔；vi/k/j分别表示航班i、k与j的进场速度。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对配对进场航班ij在受航班k影响时的最小到达间隔时间atij/k进行计算，还包括：当通过预设的错列进近程序与高角度进近程序，确定航班i、航班j和航班k的相对进场速度/飞行高度组合为F/L-S/H-F/L时，通过以下公式对atij/k进行计算：

【专利技术属性】
技术研发人员：朱永文，陈志杰，唐治理，王长春，邵欣，关里安，李纲，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军装备研究院雷达与电子对抗研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11