CN101533564B - 航班推演系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种航班推演系统和方法，该航班推演系统包括：推演模块，用于获取推演时间范围内的航班对象集合和空域限制条件对象集合，根据所述航班对象集合推演出每个推演时刻下的航班动态，根据所述空域限制条件对象集合和航班对象集合设置每个推演时刻下的监控状态，将所述航班动态和监控状态发送至显示模块，所述航班动态包括航班号、航班位置信息、飞行航向信息和航班状态，所述监控状态包括空域告警状态和航班告警状态；显示模块，用于显示所述航班动态和监控状态。本发明基于航班对象集合和空域限制条件对象集合对航班计划动态推演模拟，可以对制定的航班计划有效评估，保证制定的航班计划科学、合理，缓解空域压力，辅助管制员工作。

Description

航班推演系统和方法

技术领域

本发明涉及空中交通管理技术，特别是一种航班推演系统和方法，属于航空领域。

背景技术

航班计划是航班实际运行的基础，航班计划中包括了航班运行的多项信息，例如：航班常规信息、航班执行期信息、航班起降信息等。航班计划的制定直接可以影响航班的实际运行，制定一个有效、科学、合理的航班计划不仅对航班运行正常性、稳定性、安全性有重要意义，而且对中国航空未来的发展有着重大意义。随着国民经济的快速发展，我国航空运输业平均以每年近15％的速度大幅增长，航班计划的数据处理量也随之大幅增加。当前的航班计划集中在东、南部空域，在实际运行中，东、南部空域流量越来越大，增加了制定航班计划的难度。

当前航班计划的制定存在以下问题，首先由于航班计划集中在东、南部空域，不利于统筹管理。其次由于航班计划仅考虑航班相关的数据，制定好的航班计划在实际运行空域的中的流量会越来越大，增加了空域压力和管制员在工作中的难度。另外，现有航班计划的制定工作缺少直观的显示，无法直观快速的评估现有计划对空域的影响，对现有航班计划缺少科学的辅助分析工具。

发明内容

本发明的目的是：提供一种航班推演系统和方法，用以解决现有的航班计划中存在统筹管理不方便、空域压力大、管制工作难且计划过程抽象等问题，可以快速、直观的制定航班计划，并缓解空域压力。

本发明提供一种航班推演系统，包括：

推演模块，用于获取推演时间范围内的航班对象集合和空域限制条件对象集合，根据所述航班对象集合推演出每个推演时刻下的航班动态，根据所述空域限制条件对象集合和航班对象集合设置每个推演时刻下的监控状态，将所述航班动态和监控状态发送至显示模块，所述航班动态包括航班号、航班位置信息、飞行航向信息和航班状态，所述监控状态包括空域告警状态和航班告警状态；

显示模块，用于显示所述航班动态和监控状态。

本发明提供一种航班推演方法，包括：

获取推演时间范围内的航班对象集合和空域限制条件对象集合；

根据所述航班对象集合推演出每个推演时刻下的航班动态，所述航班动态包括航班号、航班位置信息、飞行航向信息和航班状态；

根据所述空域限制条件对象集合和航班对象集合设置每个推演时刻下的监控状态；

将所述航班动态和监控状态发送至显示模块进行显示。

本发明提供了一种航班推演系统和方法，是基于航班对象集合和空域限制条件对象集合对航班计划的动态推演模拟，可以有效的对制定的航班计划方案进行评估，以保证制定的航班计划的科学性和合理性，可以缓解空域压力、辅助管制员工作。

附图说明

图1为本发明航班推演系统第一实施例的示意图；

图2为本发明航班推演系统第二实施例的示意图；

图3为本发明航班推演系统第三实施例的示意图；

图4为本发明航班推演方法第一实施例的流程图；

图5为本发明航班推演方法第二实施例的流程图；

图6为本发明航班推演方法第三实施例的流程图；

图7为本发明航班推演方法第四实施例的流程图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图1为本发明航班推演系统第一实施例的示意图，如图1所示，该航班推演系统包括：推演模块1和显示模块2。其中推演模块1用于获取推演时间范围内的航班对象集合和空域限制条件对象集合，根据所述航班对象集合推演出每个推演时刻下的航班动态，根据所述空域限制条件对象集合和航班对象集合设置每个推演时刻下的监控状态，将所述航班动态和监控状态发送至显示模块，所述航班动态包括航班号、航班位置信息、飞行航向信息和航班状态，所述监控状态包括空域告警状态和航班告警状态。显示模块2用于显示所述航班动态和监控状态。

具体地，推演模块1获取推演时间范围内的航班对象集合和空域限制条件对象集合。其中航班对象集合包括航班计划数据和航班计划航迹数据等，航班计划数据包括：航班号、起落机场信息、飞越类型信息等，航班计划航迹数据包括航班号、计划的飞过各航迹点的时间队列和地理位置信息等。推演模块1推演出每个推演时刻下的航班动态包括：航班号、航班位置信息、飞行航向信息和航班状态等；然后推演模块1根据空域限制条件对象集合和航班对象集合推演出空域内的限制空域容量阈值和限制空域流量，并且限制空域流量小于或等于限制空域容量阈值时，监控状态为正常状态，而当限制空域流量大于限制空域容量阈值时，将限制空域的监控状态设置为空域告警状态，将告警的限制空域内航班对象的监控状态设置为航班告警状态。最后推演模块1将航班动态和监控状态发送至显示模块2进行显示。

本实施例推演模块基于航班对象集合和空域限制条件对象集合对航班计划进行动态推演模拟，然后将推演得到的航班动态和监控状态经显示模块显示，可以有效的对已制定的航班计划方案进行评估，以保证已制定的航班计划的科学性和合理性，有利于缓解空域压力和辅助管制员的工作。

图2为本发明航班推演系统第二实施例的示意图，如图2所示，在本发明航班推演系统第一实施例的基础上，该航班推演系统还包括：数据获取模块3，用于获取航班计划数据、航班计划航迹数据和空域限制条件数据，所述航班计划数据包括航班号、起落机场信息和飞越类型信息，所述航班计划航迹数据包括航班号、计划的飞过各航迹点的时间队列和地理位置信息，所述空域限制条件数据包括航路点信息、航路信息、机场信息和扇区信息，将所述推演时间范围内的航班计划数据和航班计划航迹数据封装为航班对象集合，将所述推演时间范围内的空域限制条件数据封装为空域限制条件对象集合，将所述航班对象集合和空域限制条件对象集合发送至推演模块1。

进一步地，推演模块1可以包括：航班推演单元11和限制空域分析单元13。其中航班推演单元11用于根据所述航班对象集合推演出每个推演时刻下的航班动态，将所述航班动态发送至显示模块2。限制空域分析单元13用于根据所述空域限制条件对象集合和所述航班对象集合推演出当前推演时刻下的限制空域容量阈值和限制空域流量，若所述限制空域流量大于所述限制空域容量阈值，则将限制空域的监控状态设置为空域告警状态，将告警的限制空域内航班对象的监控状态设置为航班告警状态。

具体地，数据获取模块3查询航班计划数据库、航班计划航迹数据库，获取推演时间范围内的四种格式类型的数据：正班计划数据项、正班计划航迹数据项、临时计划数据项和临班计划航迹数据项。将所有符合推演时间范围内的航班计划数据和航班计划航迹数据封装为基于航班号为唯一标识的航班对象集合，其中航班计划数据包括唯一标识航班对象的航班号、起落机场信息和飞越类型信息等，航班计划航迹数据包括航班号、计划的飞过各航迹点的时间队列和地理位置信息等。数据获取模块3对空域限制条件数据库进行查询，获取推演时间范围内的空域限制条件数据，包括：航路点信息、航路信息、机场信息、扇区信息(扇区单位时间的容量阀值序列列表)等，并分别获取对应的限制空域类型的建模信息，如航路点的经纬值、航路上的航路点的经纬列表、以及扇区的边界点的经纬序列等，然后将空域限制条件数据封装转换为空域限制条件对象集合。最后将获取并封装后的航班对象集合和空域限制条件对象集合分别发送给推演模块1。

航班推演单元11根据获得的航班对象集合，遍历各航班对象的航班计划数据如航班的计划航迹信息的航班号、计划的飞过各航迹点的时间队列和各航迹点的地理位置信息，推演出当前推演时刻下的航班对象的航班状态；接着根据各航迹点时间队列和地理位置信息，采用线性模型算法，可以计算出当前推演时刻下的中国空域正在飞行的航班对象的航班位置信息和飞行航向信息例如航向角；再根据航班状态和航班对象集合中航班对象的起落机场信息、飞越类型信息可以推演出各机场当前推演时刻下的欲离港和已进港的航班数目。

限制空域分析单元13根据接收到的空域限制条件对象集合中包括的空域限制条件数据，如扇区、机场、航路点、航路单位时间的容量阀值等，计算当前推演时刻下的限制空域容量阀值和限制空域流量，判断限制空域流量是否超出限制空域容量阀值。在空域流量未超出容量阈值时，该限制空域的默认为正常，当空域流量超出容量阀值时，限制空域为告警，将告警的限制空域内航班对象的监控状态更改为航班告警状态。

本实施例获取模块获取并生成航班对象集合和空域限制条件对象集合后，航班推演单元推演得到航班动态，限制空域分析单元推演得到监控状态，然后显示模块显示航班动态和监控状态，充分考虑了限制空域的影响，可以对已制定的航班计划方案进行有效评估，以保证已制定的航班计划的科学性和合理性，有利于缓解空域压力和辅助管制员的工作。

图3为本发明航班推演系统第三实施例的示意图，如图3所示，在上述实施例的基础上，航班推演单元11可以包括：航班状态子单元111、航向子单元113、航班数目子单元115和第一发送子单元117。其中航班状态子单元111用于根据所述航班对象集合中计划的飞过各航迹点的时间队列首尾端点的值，判断当前推演时刻下的航班状态。航向子单元113用于根据所述航班对象集合中计划的飞过各航迹点的时间队列和地理位置信息，推演出当前推演时刻下的航班对象的飞行航向信息。航班数目子单元115用于根据所述航班状态和所述航班对象集合中航班对象的起落机场信息、飞越类型信息推演出各机场当前推演时刻下的欲离港和已进港的航班数目。第一发送子单元117用于将当前推演时刻下的每个航班号的航班位置信息、飞行航向信息以及各机场的欲离港和已进港的航班数目发送至显示模块2。

限制空域分析单元13可以包括：限制空域容量阈值子单元131、限制空域流量子单元133、监控状态设置子单元135和第二发送子单元137。其中限制空域容量阈值子单元131，用于遍历所述空域限制条件对象集合的时间单元序列，将当前推演时刻下15分钟为单元的时隙容量阈值存入空域对象集合中作为限制空域容量阈值。限制空域流量子单元133用于根据所述空域限制条件对象集合中的限制空域类型和所述航班对象集合中每个航班对象的航班位置信息推演出当前推演时刻下的限制空域流量，所述限制空域类型包括航路点、航路、机场和扇区。监控状态设置子单元135用于若所述限制空域流量大于所述限制空域容量阈值，将限制空域的监控状态设置为空域告警状态，将告警的限制空域内航班对象的监控状态设置为航班告警状态。第二发送子单元137用于将该监控状态发送至显示模块2。

显示模块2包括：第一显示单元21和第二显示单元22。其中第一显示单元21用于根据所述航班位置信息、飞行航向信息以及各机场的欲离港和已进港的航班数目绘制所有正在飞行的航班。第二显示单元22用于根据所述监控状态，绘制监控状态为空域告警状态的限制空域以及监控状态为航班告警状态的航班对象。

具体地，航班状态子单元111根据获得的航班对象集合，遍历各航班对象的航班计划航迹数据如航班的计划航迹信息的航班号、计划的飞过各航迹点的时间队列和各航迹点的地理位置信息等，推演出当前推演时刻下的航班对象的航班状态，具体方法为：将时间队列的第一个值作为入境点时间或起飞时间，时间队列的最后一个值作为出境点时间或落地时间，通过推演时刻与时间队列的头尾端点值的比较判断当前推演时刻下的航班状态。

例如：当推演时刻小于时间队列的第一个值时，设置航班状态为“-1”，表示航班未起飞或未进入中国空域；当推演时刻大于等于时间队列的第一个值但小于时间队列的最后一个值时，设置航班状态为“0”，表示航班已起飞并在中国空域飞行；当航班推演时刻大于时间队列的最后一个值时，设置航班状态为“1”，表示航班已落地或飞出中国空域。本发明中以下出现的航班状态均以此例进行说明。

航向子单元113根据各航迹点时间队列和地理位置信息，采用线性模型算法，可以计算出当前推演时刻下的国家空域例如：中国空域正在飞行的航班对象的航班位置信息和航向角。

例如：当航班状态为“0”时，遍历航班对象的航迹信息，判断当前推演时刻在哪两个航迹点时间队列范围内，根据公式计算航班位置和航向角；其他航班状态则不计算航班位置。

计算航班位置信息的方法为：根据公式(1)、(2)可以计算每个航班号对应的航班位置信息。

$\frac{\mathrm{lat}-{\mathrm{lat}}_0}{{\mathrm{lat}}_1-\mathrm{lat}}=\frac{t-t_0}{t-t_1}---\left(1\right)$

$\frac{\mathrm{lon}-{\mathrm{lon}}_0}{{\mathrm{lon}}_1-\mathrm{lon}}=\frac{t-t_0}{t-t_1}---\left(2\right)$

其中某个航班号对应的航班位置信息为(lon，lat)，lon为航班对象的经度值，lat为航班对象的纬度值；(lon₁，lat₁)为下一航迹点的经纬度值，(lon₀，lat₀)为前一航迹点的经纬度值。常量t为推演时刻，t₁为航班经过下一航迹点的时刻，t₀为航班经过上一航迹点的时刻。由于航班对象的高度在航班计划数据和航班计划航迹数据中可以直接获取，因此根据计算出的航班对象的经度值、纬度值和高度值就可以得到该航班位置信息。

计算航班对象的航向角的方法为：根据公式(3)可以计算航班对象的航向角。

${\mathrm{\θ}}^{\′}=\arctan \left(\right|\frac{{\mathrm{lat}}_1-{\mathrm{lat}}_0}{{\mathrm{lon}}_1-{\mathrm{lon}}_0}\left|\right)---\left(3\right)$

假设θ为航向角，将正北方向作为0度，根据公式(3)可以得出：

若(lat₁-lat₀)＞0且(lon₁-lon₀)＞0，则θ＝θ′；

若(lat₁-lat₀)＞0且(lon₁-lon₀)＜0，则θ＝π/2+θ′；

若(lat₁-lat₀)＜0且(lon₁-lon₀)＜0，则θ＝π+θ′；

若(lat₁-lat₀)＜0且(lon₁-lon₀)＞0，则θ＝1.5π+θ′；

航班数目子单元115根据航班状态和航班对象集合中航班对象的起落机场信息、飞越类型信息可以推演出各机场当前推演时刻下的欲离港和已进港的航班数目。

例如：先将所有机场的欲离港和已进港置“0”。当航班状态的值为“-1”时，判断航班飞越类型信息，当航班飞越类型信息为内机国外、内机国内时，获取航班对象的起飞机场的信息，将起飞机场的欲离港个数加“1”；当航班状态的值为“1”时，判断航班飞越类型信息，当航班飞越类型为外机落地，内机国内时，获取航班对象的落地机场信息，将落地机场的已进港个数加“1”；其他情况不做处理。第一发送子单元117将当前推演时刻下每个航班对象的航班位置信息、飞行航向信息以及各机场的欲离港和已进港的航班数目发送至显示模块2进行显示。

限制空域类型包括航路点、航路、机场、扇区等，限制空域容量阈值子单元131根据获取的限制空域类型遍历空域限制条件对象集合的时间单元序列，找到当前推演时刻下15分钟为单元的时隙的容量阀值，并将该15分钟为单元的时隙的容量阀值以数组的方式存储。

根据获得的空域限制条件对象集合以及已计算的当前推演时刻下的该限制空域的容量阀值，判断空域流量是否存在超过空域容量阀值之前，先将空域限制条件对象集合的空域对象流量设置为“0”，航班对象流量数组清空。限制空域流量子单元133先判断限制的限制空域类型，当限制空域类型为航路点时，遍历航班对象集合，获取当前航班位置信息的前一个、后一个的航迹点信息，若两个航迹点中任意一个的名称为限制航路点，则将当前空域航路点流量即限制空域流量加“1”，并将该航班对象的航班号加入到该限制空域流量列表中；当限制空域类型为航路时，则遍历航班对象集合，判断当前航班位置信息的前一个、后一个的航迹点信息是否为限制航路的一段航路段，若是，则将当前空域航路流量即限制空域流量加“1”，并将该航班对象的航班号加入到该限制空域流量列表中；当限制空域类型为机场时，首先，通过航班推演单元计算获得的各机场的进港离港航班数目，获得限制机场的进离港航班总数，将限制机场的进离港总数设置为当前空域机场流量即限制空域流量，然后，遍历航班对象集合，若航班飞越类型为外机飞越则不处理，否则判断航班当前的航班位置信息是否在以首开始的两个航迹点之间或尾端的两个航迹点之间，若是首端则判断首航迹点是否为国内机场且该机场四字代码与限制空域机场的四字代码是否相同，若是尾端则判断尾航迹点是否为国内机场、且该机场四字代码与限制空域机场的四字代码是否相同，若相同，则将该限制空域机场的流量值即限制空域流量加“1”，并将该航班对象对应的航班号加入到该限制空域流量列表中；当限制空域类型扇区时遍历航班对象集合，判断航班当前的航班位置信息是否在限制扇区内，若是，则将该扇区的流量值即限制空域流量加“1”，并将该航班对象的航班号加入到该限制空域流量列表中，否则不处理。

监控状态设置子单元135遍历当前的限制空域流量列表，当空域流量值大于已计算的当前推演时刻下的限制空域容量阀值，则将限制空域的监控状态设置为空域告警状态，将告警的限制空域内的航班对象的监控状态设置为航班告警状态，其中告警的限制空域内的航班对象为当前告警的限制空域流量列表中包括的航班号对应的航班对象。

显示模块2接收到的航班动态和监控状态后，第一显示单元21根据航班位置信息、飞行航向信息以及各机场的欲离港和已进港的航班数目绘制所有正在飞行的航班，第二显示单元22根据监控状态，绘制监控状态为空域告警状态的限制空域以及监控状态为航班告警状态的航班对象，可以将监控状态为航班告警状态的航班对象以不同颜色区别于其他航班对象，然后以软件形式动态显示。

本实施例航班状态子单元推演得到航班状态，航向子单元推演得到飞行航向信息，监控状态设置子单元推演得到监控状态等，然后显示模块根据航班位置信息、飞行航向信息以及各机场的欲离港和已进港的航班数目绘制所有正在飞行的航班，根据监控状态绘制告警的限制空域和航班对象，该航班推演系统充分考虑了限制空域的影响，可以对已制定的航班计划方案进行有效评估，以保证已制定的航班计划的科学性和合理性，有利于缓解空域压力并辅助管制员的工作。

图4为本发明航班推演方法第一实施例的流程图，如图4所示，该航班推演方法包括以下步骤：

步骤100、获取推演时间范围内的航班对象集合和空域限制条件对象集合。

步骤200、根据所述航班对象集合推演出每个推演时刻下的航班动态，所述航班动态包括航班号、航班位置信息、飞行航向信息和航班状态。

步骤300、根据所述空域限制条件对象集合和航班对象集合设置每个推演时刻下的监控状态，所述监控状态包括空域告警状态和航班告警状态。

步骤400、将所述航班动态和监控状态发送至显示模块进行显示。

推演模块获取航班对象集合、空域限制条件对象集合后，根据所述航班对象集合推演出每个推演时刻下的航班动态，根据所述空域限制条件对象集合和航班对象集合设置每个推演时刻下所述限制空域的监控状态后，将所述航班动态和监控状态发送至显示模块，显示模块则根据航班位置信息、飞行航向信息以及各机场的欲离港和已进港的航班数目绘制所有正在飞行的航班，根据监控状态，绘制告警的限制空域以及监控状态为航班告警状态的航班，然后以软件形式动态显示。具体地可以参照本发明航班推演系统的各实施例中关于推演模块的相关描述。

本实施例基于航班对象集合和空域限制条件对象集合对航班计划进行动态推演模拟，显示推演得到的航班动态和监控状态，可以有效的对已制定的航班计划方案进行评估，以保证已制定的航班计划的科学性和合理性，有利于缓解空域压力和辅助管制员的工作。

图5为本发明航班推演方法第二实施例的流程图，如图5所示，在本发明航班推演方法第一实施例的基础上，步骤100可以包括以下步骤：

步骤101、获取航班计划数据、航班计划航迹数据和空域限制条件数据，所述航班计划数据包括航班号、起落机场信息和飞越类型信息，所述航班计划航迹数据包括航班号、计划的飞过各航迹点的时间队列和地理位置信息，所述空域限制条件数据包括航路点信息、航路信息、机场信息和扇区信息。

步骤102、将所述推演时间范围内的航班计划数据和航班计划航迹数据封装为航班对象集合。

步骤103、将所述推演时间范围内的空域限制条件数据封装为空域限制条件对象集合。

数据获取模块查询航班计划数据库、航班计划航迹数据库，获取推演时间范围内的四种格式类型的数据：正班计划数据项、正班计划航迹数据项、临时计划数据项和临班计划航迹数据项。将所有符合推演时间范围内的航班计划数据和航班计划航迹数据封装为基于航班号为唯一标识的航班对象集合，其中航班计划数据包括唯一标识航班对象的航班号、起落机场信息和飞越类型信息等，航班计划航迹数据包括航班号、计划的飞过各航迹点的时间队列和地理位置信息等。数据获取模块对空域限制条件数据库进行查询，获取推演时间范围内的空域限制条件数据，包括：航路点信息、航路信息、机场信息、扇区信息(扇区单位时间的容量阀值序列列表)等，并分别获取对应的限制空域类型的建模信息，如航路点的经纬值、航路上的航路点的经纬列表、以及扇区的边界点的经纬序列等，然后将空域限制条件数据封装转换为空域限制条件对象集合。最后将获取并封装后的航班对象集合和空域限制条件对象集合分别发送给推演模块。具体的可以参照本发明航班推演系统的第二、第三实施例中关于数据获取模块的相关描述。

本实施例获取并生成航班对象集合和空域限制条件对象集合后，推演得到并显示航班动态和监控状态，充分考虑了限制空域的影响，可以对已制定的航班计划方案进行有效评估，以保证已制定的航班计划的科学性和合理性，有利于缓解空域压力和辅助管制员的工作。

图6为本发明航班推演方法第三实施例的流程图，如图6所示，在本发明航班推演方法第一、第二实施例的基础上，步骤200可以包括以下步骤：

步骤201、根据所述航班对象集合中计划的飞过各航迹点的时间队列首尾端点的值，判断当前推演时刻下的航班状态。

步骤202、根据所述航班对象集合中计划的飞过各航迹点的时间队列和地理位置信息，推演出当前推演时刻下的航班对象的飞行航向信息。

步骤203、根据所述航班状态和所述航班对象集合中航班对象的起落机场信息、飞越类型信息推演出各机场当前推演时刻下的欲离港和已进港的航班数目。

航班推演单元根据获得的航班对象集合，遍历各航班对象的航班计划数据如航班的计划航迹信息的航班号、计划的飞过各航迹点的时间队列和各航迹点的地理位置信息，推演出当前推演时刻下的航班对象的飞行航向信息；接着根据各航迹点时间队列和地理位置信息，采用线性模型算法，可以计算出当前推演时刻下的中国空域正在飞行航班对象的航班位置信息和航向角；再根据航班状态和航班对象集合中航班对象的起落机场信息、飞越类型信息可以推演出各机场当前推演时刻下的欲离港和已进港的航班数目。具体的可以参照本发明航班推演系统的第二、第三实施例中关于航班推演单元及其子单元的相关描述。

本实施例推演得到航班状态、飞行航向信息等，用于显示模块的绘制过程，考虑了限制空域的影响，可以对已制定的航班计划方案进行有效评估，以保证已制定的航班计划的科学性和合理性，有利于缓解空域压力并辅助管制员的工作。

图7为本发明航班推演方法第四实施例的流程图，如图7所示，在本发明航班推演方法第一、第二、第三实施例的基础上，步骤300可以包括以下步骤：

步骤301、遍历所述空域限制条件对象集合的时间单元序列，将当前推演时刻下15分钟为单元的时隙容量阈值存入空域对象集合中作为限制空域容量阈值。

步骤302、根据所述空域限制条件对象集合中的限制空域类型和所述航班对象集合中每个航班号的航班位置信息推演出当前推演时刻下的限制空域流量，所述限制空域类型包括航路点、航路、机场和扇区。

步骤303、若限制空域流量大于限制空域容量阈值，将限制空域的监控状态设置为空域告警状态，将告警的限制空域内航班对象的监控状态设置为航班告警状态。

限制空域分析单元根据接收到的空域限制条件对象集合中包括的空域限制条件数据，如扇区、机场、航路点、航路单位时间的容量阀值等，计算当前推演时刻下该限制空域内的容量阀值和空域流量，判断空域流量是否超出容量阀值。在空域流量未超出容量阈值时，该限制空域的状态默认为正常状态，当空域流量超出容量阀值时，限制空域状态为空域告警状态，将限制空域内的航班对象的监控状态更改为航班告警状态。具体地可以参照本发明航班推演系统第二、第三实施例中关于限制空域分析单元及其子单元的相关描述。

本实施例计算出限制空域容量阈值、限制空域流量后，判断并设置监控状态，充分考虑了限制空域的影响，可以对已制定的航班计划方案进行有效评估，可以保证已制定的航班计划的科学性和合理性，有利于缓解空域压力，减轻了管制员的工作难度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种航班推演系统，其特征在于，包括：

推演模块，用于获取推演时间范围内的航班对象集合和空域限制条件对象集合，根据所述航班对象集合推演出每个推演时刻下的航班动态，根据所述空域限制条件对象集合和所述航班对象集合推演出当前推演时刻下的限制空域容量阈值和限制空域流量，若所述限制空域流量大于所述限制空域容量阈值，则将限制空域的监控状态设置为空域告警状态，将告警的限制空域内航班对象的监控状态设置为航班告警状态，将所述航班动态和监控状态发送至显示模块，所述航班动态包括航班号、航班位置信息、飞行航向信息和航班状态，所述监控状态包括空域告警状态和航班告警状态；

显示模块，用于显示所述航班动态和监控状态。

2.根据权利要求1所述的航班推演系统，其特征在于，还包括：

数据获取模块，用于获取航班计划数据、航班计划航迹数据和空域限制条件数据，所述航班计划数据包括航班号、起落机场信息和飞越类型信息，所述航班计划航迹数据包括航班号、计划的飞过各航迹点的时间队列和地理位置信息，所述空域限制条件数据包括航路点信息、航路信息、机场信息和扇区信息，将所述推演时间范围内的航班计划数据和航班计划航迹数据封装为航班对象集合，将所述推演时间范围内的空域限制条件数据封装为空域限制条件对象集合，将所述航班对象集合和空域限制条件对象集合发送至所述推演模块。

3.根据权利要求1或2所述的航班推演系统，其特征在于，所述推演模块包括：

航班推演单元，用于根据所述航班对象集合推演出每个推演时刻下的航班动态，将所述航班动态发送至显示模块；

限制空域分析单元，用于根据所述空域限制条件对象集合和所述航班对象集合推演出当前推演时刻下的限制空域容量阈值和限制空域流量，若所述限制空域流量大于所述限制空域容量阈值，则将限制空域的监控状态设置为空域告警状态，将告警的限制空域内航班对象的监控状态设置为航班告警状态。

4.根据权利要求3所述的航班推演系统，其特征在于，所述航班推演单元包括：

航班状态子单元，用于根据所述航班对象集合中计划的飞过各航迹点的时间队列首尾端点的值，判断当前推演时刻下的航班状态；

航向子单元，用于根据所述航班对象集合中计划的飞过各航迹点的时间队列和地理位置信息，推演出当前推演时刻下的航班对象的飞行航向信息；

航班数目子单元，用于根据所述航班状态和所述航班对象集合中航班对象的起落机场信息、飞越类型信息推演出各机场当前推演时刻下的欲离港和已进港的航班数目；

第一发送子单元，用于将当前推演时刻下的每个航班号的航班位置信息、飞行航向信息以及各机场的欲离港和已进港的航班数目发送至所述显示模块。

5.根据权利要求3所述的航班推演系统，其特征在于，所述限制空域分析单元包括：

限制空域容量阈值子单元，用于遍历所述空域限制条件对象集合的时间单元序列，将当前推演时刻下15分钟为单元的时隙容量阈值存入空域对象集合中作为限制空域容量阈值；

限制空域流量子单元，用于根据所述空域限制条件对象集合中的限制空域类型和所述航班对象集合中每个航班对象的航班位置信息推演出当前推演时刻下的限制空域流量，所述限制空域类型包括航路点、航路、机场和扇区；

监控状态设置子单元，用于若所述限制空域流量大于所述限制空域容量阈值，将限制空域的监控状态设置为空域告警状态，将告警的限制空域内航班对象的监控状态设置为航班告警状态；

第二发送子单元，用于将所述监控状态发送至所述显示模块。

6.根据权利要求4或5所述的航班推演系统，其特征在于，所述显示模块包括：

第一显示单元，用于根据航班位置信息、飞行航向信息以及各机场的欲离港和已进港的航班数目绘制所有正在飞行的航班；

第二显示单元，用于根据所述监控状态，绘制监控状态为空域告警状态的限制空域以及监控状态为航班告警状态的航班对象。

7.一种航班推演方法，其特征在于，包括：

获取推演时间范围内的航班对象集合和空域限制条件对象集合；

根据所述航班对象集合推演出每个推演时刻下的航班动态，所述航班动态包括航班号、航班位置信息、飞行航向信息和航班状态；

根据所述空域限制条件对象集合和所述航班对象集合推演出当前推演时刻下的限制空域容量阈值和限制空域流量，若所述限制空域流量大于所述限制空域容量阈值，则将限制空域的监控状态设置为空域告警状态，将告警的限制空域内航班对象的监控状态设置为航班告警状态，所述监控状态包括空域告警状态和航班告警状态；

将所述航班动态和监控状态发送至显示模块进行显示。

8.根据权利要求7所述的航班推演方法，其特征在于，所述获取推演时间范围内的航班对象集合和空域限制条件对象集合包括：

获取航班计划数据、航班计划航迹数据和空域限制条件数据，所述航班计划数据包括航班号、起落机场信息和飞越类型信息，所述航班计划航迹数据包括航班号、计划的飞过各航迹点的时间队列和地理位置信息，所述空域限制条件数据包括航路点信息、航路信息、机场信息和扇区信息；

将所述推演时间范围内的航班计划数据和航班计划航迹数据封装为航班对象集合；

将所述推演时间范围内的空域限制条件数据封装为空域限制条件对象集合。

9.根据权利要求7或8所述的航班推演方法，其特征在于，所述根据所述航班对象集合推演出每个推演时刻下的航班动态包括：

根据所述航班对象集合中计划的飞过各航迹点的时间队列首尾端点的值，判断当前推演时刻下的航班状态；

根据所述航班对象集合中计划的飞过各航迹点的时间队列和地理位置信息，推演出当前推演时刻下的航班对象的飞行航向信息；

根据所述航班状态和所述航班对象集合中航班对象的起落机场信息、飞越类型信息推演出各机场当前推演时刻下的欲离港和已进港的航班数目。

10.根据权利要求7或8所述的航班推演方法，其特征在于，所述根据所述空域限制条件对象集合和航班对象集合设置每个推演时刻下的监控状态包括：

遍历所述空域限制条件对象集合的时间单元序列，将当前推演时刻下15分钟为单元的时隙容量阈值存入空域对象集合中作为限制空域容量阈值；

根据所述空域限制条件对象集合中的限制空域类型和所述航班对象集合中每个航班号的航班位置信息推演出当前推演时刻下的限制空域流量，所述限制空域类型包括航路点、航路、机场和扇区；

若所述限制空域流量大于所述限制空域容量阈值，将限制空域的监控状态设置为空域告警状态，将告警的限制空域内航班对象的监控状态设置为航班告警状态。

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