CN106887055A

CN106887055A - 飞行颠簸预警方法及其系统

Info

Publication number: CN106887055A
Application number: CN201710051029.6A
Authority: CN
Inventors: 冯斌
Original assignee: Guangzhou Bojin Information Technology Co Ltd
Current assignee: China Academy of Civil Aviation Science and Technology
Priority date: 2017-01-23
Filing date: 2017-01-23
Publication date: 2017-06-23
Anticipated expiration: 2037-01-23
Also published as: CN106887055B

Abstract

本发明公开了一种飞行颠簸预警方法，包括如下步骤：获取飞行计划和气象数据；根据飞行计划和气象数据，提取飞行计划中的航路点的特定参数，并且筛选出对飞行有影响的扰动气流区；计算航路点与筛选出的扰动气流区的交汇点的坐标；根据所述交汇点的坐标，结合筛选出的扰动气流区中对应的扰动气流强度和等级参数，推算出交汇点的颠簸持续时间和强度；根据航路点到达时间，计算出交汇点出现的时间；根据所述交汇点的颠簸持续时间和强度以及出现的时间，绘制成颠簸点预警轨迹，为飞行提供预警信息。本发明还公开了一种飞行颠簸预警系统。采用本发明，能够有效的对飞行中的颠簸进行提前预警，从而保证飞行中的人员的人身安全。

Description

飞行颠簸预警方法及其系统

技术领域

本发明属于飞行技术领域，具体涉及一种飞行颠簸预警方法及其系统。

背景技术

飞机颠簸，是指飞机飞行中突然出现的忽上忽下、左右摇晃及机身振颤等现象，其主要是由于飞机飞入扰动气流区(包括急流轴或云层)，扰动气流使作用在飞机上的空气动力和力矩失去平衡，飞行高度、飞行速度和飞机姿态等发生突然变化而引起的。飞机颠簸强度与扰动气流强度、飞行速度、翼载荷等有关，通常分为弱、中、强3级。

面对风机颠簸的问题，普遍都是利用飞行机组通过管制员提醒，或者前机报告以及对飞行计划和卫星云图的仔细研究，绝大部分情况下是可以提前预判到前面有可能存在飞行颠簸。同时，对于用经验的机长而言，对于飞行颠簸都是有一定的预判能力。但是实际的飞行过程中，依然存在很多不确定因素，影响到以上人为预判对飞行颠簸进行预警的准确性，尤其是涉及天气异常情况，没有办法及时对天气不确定的异常情况作出精准的判断，即使机长在飞行的过程中发现异常情况，通常也就只有5-10S左右的缓冲时间，基本上无法调整飞行以及发出通告，从而导致飞行颠簸，甚至意外事故出现的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的第一目的是：提供一种飞行颠簸预警方法，能够有效的对飞行中的颠簸进行提前预警，并合理规划乘务服务，从而保证飞行中的人员的人身安全。

为实现上述目的，本发明按以下技术方案予以实现的：

本发明所述飞行颠簸预警方法，包括如下步骤：

获取飞行计划和气象数据；

根据飞行计划和气象数据，提取飞行计划中的航路点的特定参数，并且筛选出对飞行有影响的扰动气流区；

计算航路点与筛选出的扰动气流区的交汇点的坐标；

根据所述交汇点的坐标，结合筛选出的扰动气流区中对应的扰动气流强度和等级参数，推算出交汇点的颠簸持续时间和强度；

根据航路点到达时间，计算出交汇点出现的时间；

根据所述交汇点的颠簸持续时间和强度以及出现的时间，绘制成颠簸点预警轨迹，为飞行提供预警信息。

进一步地，在获取飞行计划和气象数据的步骤之后，还包括：

根据飞机实际起飞时间，修正飞行计划和更新气象数据的步骤。

进一步地，在提取飞行计划中的航路点特定参数的步骤中，所述航路点对应的时刻和飞行计划的历时则发生相应的调整。

进一步地，根据航路点到达时间，计算交汇点出现的时间的步骤中，利用空间差值算法计算获得对应的交汇点出现的时间。

进一步地，所述空间内差算法包括反距离权重法或Kriging克里金插值法。

进一步地，所述航路点的特点参数包括航路点的坐标、航路点所在的高度、航路点对应的时刻、飞行计划的历时。

进一步地，所述筛选出对飞行有影响的扰动气流区的步骤，具体是：根据航路点所在的高度，筛选出位于该高度及其之上的扰动气流区。

为了解决上述问题，本发明的第二目的是：提供一种飞行颠簸预警系统，对于不同区域，不同机型以及不同经验的机长在不确定的飞行气象下，提供有效的颠簸预警。

为实现上述目的，本发明按以下技术方案予以实现的：

本发明所述飞行颠簸预警系统，包括：

获取模块，用于获取飞行计划和气象数据；

提取模块，用于提取飞行计划中的航路点的特定参数；

筛选模块，用于筛选出对飞行有影响的扰动气流区；

第一计算模块，用于计算航路点与筛选出的扰动气流区的交汇点的坐标；

推算模块，用于根据所述交汇点的坐标，结合筛选出的扰动气流区中对应的扰动气流强度和等级参数，推算出交汇点的颠簸持续时间和强度；

第二计算模块，根据航路点到达时间，计算出交汇点出现的时间；

绘制模块，根据所述交汇点的颠簸持续时间和强度以及出现的时间，绘制成颠簸点预警轨迹，为飞行提供预警信息。

进一步地，还包括修正模块和更新模块；所述修正模块，用于根据实际情况，修正飞行计划；所述更新模块，用于根据实际情况，更新气象数据。

进一步地，所述第二计算模块计算交汇点出现的时间，运用的是空间内差算法。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明所述的飞行颠簸预警方法，是通过计算飞行计划中的航路点与会导致颠簸的扰动气流区的交汇点的坐标，并且根据该交汇点坐标，结合筛选出的扰动气流区中对应的扰动气流强度和等级参数，推算出交汇点的颠簸持续时间和强度，该持续时间和强度是结合扰动气流区本身会存在的扰动等级做出的推算。同时，在结合航路点到达时间，从而准确的计算出交汇点出现的时间，从而精准的提前预知在具体哪个位置、哪个时刻会出现飞行颠簸，以及大致持续的时间、强度，进而提前为飞行提供颠簸的预警，从而有效地避免飞机在飞行过程中出现的飞行颠簸问题，尤其是强度较大颠簸带来的隐患问题。

同时，本发明所述的飞行颠簸预警系统，针对不同区域，不同机型以及不同经验的机长在不确定的飞行气象下，都可以有效的提供飞行颠簸的位置、出现时间、持续时间和强度，为整个飞行系统的安全提供了有效的保障。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明实施例1所述的飞行颠簸预警方法的流程示意图；

图2是本发明实施例1所述的飞行颠簸预警系统的结构示意框图；

图3是本发明实施例2所述的飞行颠簸预警方法的流程示意图；

图4是本发明实施例2所述的飞行颠簸预警系统的结构示意框图。

图中：

1：获取模块 2：计算模块 3：筛选模块 4：第一计算模块 5：推算模块

6：第二计算模块 7：绘制模块 8：修正模块 9：更新模块

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1～图4所示，本发明所述的飞行颠簸预警方法，通过提前计算出会存在颠簸点的具体位置、出现时间、持续时间和强度，从而提前让机长做好事先准备，进而有效避免无法通过人为预判的飞行颠簸，最终为机组人员或乘机人员的人身安全提供足够的保障。

实施例1：

如图1所示，本发明所述的飞行颠簸预警方法，具体包括如下步骤：

S1：获取飞行计划和气象数据；

其中，飞行计划是用于计划飞行、飞行管制及导航目的的书面文件或电子数据文件。该计划是根据飞机性能、运行限制、计划航路及预计着陆机场条件，为安全组织及实施飞行而制定，其中包括：航班号、航段、航路点、飞机类型、注册号、计划航路、计划高度、计划历时、备降机场及航程所需燃油等。

气象数据则是用于反映天气的数据，为飞行提供天气分析和预报范围的实时性强的气象资料，其可以根据每个地区或国家选用的气象资料，供飞行过程提供有效、准确的实时气象信息。

S2：根据飞行计划和气象数据，提取飞行计划中的航路点的特定参数，并且筛选出对飞行有影响的扰动气流区；

该提出的特征参数具体包括航路点的坐标、航路点所在的高度、航路点对应的时刻、飞行计划的历时。其中，航路点在飞行计划中比较关键的点，是用来控制飞机飞行过程中的参考点，其坐标也是确定的，同样，对于航路点所在的高度、航路点对应的时刻、飞行计划的历时，都是在飞行计划中确定性的数据信息。因此，对于提取的航路点的特点参数具体包括：航路点的坐标、航路点所在的高度、航路点对应的时刻、飞行计划的历时。

同时，根据特点参数，筛选出对飞行有影响的扰动气流区，具体是：

根据航路点所在的高度，筛选出位于该高度及其之上的扰动气流区，也即是对于扰动气流区而言，只有位于航路点所在高度以及之上的区域，都会给飞行造成颠簸的影响，进而为后续的计算简化了大量的数据。

S3：计算航路点与筛选出的扰动气流区的交汇点的坐标；

该交汇点的计算，也即是空间任意两曲线求取交点的方式获得，其具体算法可以直接将两曲线的方程联立求解，也可以利用现有的换算软件直接获得，也可以现有其他常规算法获得。

S4：根据所述交汇点的坐标，结合筛选出的所述扰动气流区中对应的扰动气流强度和等级参数，推算出交汇点的颠簸持续时间和强度；

该步骤则是根据已经确定的交汇点，结合气象数据中有影响的扰动气流区本身对应的扰动气流强度和等级参数，推算出该交汇点在产生颠簸时，会持续多久的时间，以及会产生多大的强度，为颠簸预警提供更全面的预警。该推算主要依据扰动气流区本身的扰动气流强度和等级来区分，例如：如果扰动气流强度为轻度，则对应造成交汇点产生颠簸的强度也就是轻度，其颠簸持续时间则根据统计经验推算得出。

S5：根据航路点到达时间，计算出交汇点出现的时间；

然后在结合航路点到达时间，通过空间内差算法，计算出对应交汇点出现的时间，也就是为了在哪个时间出现颠簸做出准确预警。

该空间内差算法具体又可以选用反距离权重法或Kriging克里金插值法获得。

S6：根据所述交汇点的颠簸持续时间和强度以及出现的时间，绘制成颠簸点预警轨迹，为飞行提供预警信息。

根据步骤S3、S4、S5获得的航路点坐标、航路点所在的高度、航路点出现的时间以及飞行计划的历时，绘制出一个颠簸点预警轨迹，从而简明、直观、有效的提供飞行的预警信息。

该颠簸点预警轨迹能够准确的显示出在具体哪个位置、具体哪个时刻出现颠簸点，颠簸出现时的强度以及会持续的时间，提前给到对应的机组、机组人员以及相关飞行的管控人员，使其提前做好应对不同强度颠簸的防范措施，从而有效的避免飞行颠簸带来的人身伤害及其相关隐患，进而大大提升了飞行过程中的安全性。

对应地，如图2所示，所述飞行颠簸预警系统，包括：

获取模块1，用于获取飞行计划和气象数据；

提取模块2，用于提取飞行计划中的航路点的特定参数；

筛选模块3，用于筛选出对飞行有影响的扰动气流区；

第一计算模块4，用于计算航路点与筛选出的扰动气流区的交汇点的坐标；

推算模块5，用于根据所述交汇点的坐标，结合筛选出的扰动气流区中对应的扰动气流强度和等级参数，推算出交汇点的颠簸持续时间和强度；

第二计算模块6，根据航路点到达时间，计算出交汇点出现的时间；

绘制模块7，根据所述交汇点的颠簸持续时间和强度以及出现的时间，绘制成颠簸点预警轨迹，为飞行提供预警信息。

所述飞行颠簸预警系统，可以十分准确的提供颠簸点出现的时间、具体地点、颠簸强度以及相应持续的时间做出的预警，适用于所有航空器的飞行颠簸预警，不仅可靠性高，同时适用性强。

实施例2：

如图3所示，在实际过程中，由于相关天气以及其他不可控的因素，经常会出现飞行计划修正或者气象数据更新的问题，因此，本实施例与实施例1的不同点就在于：在步骤S1之后，还包括步骤S2’，具体是：

通常情况下，步骤S1中的飞行计划和更新气象数据是在飞机飞行前的24小时做出的，为了保证具体实际过程中，每6小时更新一次气象数据，也就是在飞机预计起飞前的6小时，气象数据会更新，如果出现有影响的气象，则飞机实际起飞时间会发现改变，从而使得飞行计划也相应需要修改，其具体表现为航路点和颠簸点会发现改变；同时，对于气象数据，尤其是遇到恶劣天气，也还会更高频率地更新气象数据，保证起飞前做出的预警是可靠及有效的。

因此，对应的，在步骤S3中，也就相应会对航路点对应的时刻、飞行计划的历时做出调整，以及气象数据中的扰动气流区的具体情形也会发生变化，尤其是对飞行造成影响的扰动气流区，会直接导致计算航路点与气象数据中扰动气流区的交汇点的坐标发生改变。

与此同时，对于步骤S4，推送出的颠簸强度和颠簸持续时间也相应会发生调整；

同理，对于步骤S5，利用空间内差算法，计算交汇点对应的时刻也会相应发生调整。

本实施例与实施例1相比，其更接近实际情况，因为飞行计划，尤其是气象数据，经常会发生变化，那么对于飞行颠簸的预警，普遍采用的是实施例2的方式进行，其会更为准确的提前预知发生颠簸的具体位置和时刻，从而进一步提升了颠簸预警的可靠性。

对应的，如图4所示，本发明所述的飞行颠簸预警系统，与实施例1相比，还包括修正模块8和更新模块9；

所述修正模块8，用于根据实际情况，修正飞行计划；

所述更新模块9，用于根据实际情况，更新气象数据。

所述修正模块8和更新模块9进一步将获取的飞行计划和气象数据更接近于实际，也是为提供的颠簸预警的准确性提供保障。

本发明所述的飞行颠簸预警方法及其系统的其它结构参见现有技术，在此不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种飞行颠簸预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取飞行计划和气象数据；

计算航路点与筛选出的扰动气流区的交汇点的坐标；

根据所述交汇点的坐标，结合筛选出的所述扰动气流区中对应的扰动气流强度和等级参数，推算出交汇点的颠簸持续时间和强度；

根据航路点到达时间，计算出交汇点出现的时间；

2.根据权利要求1所述的飞行颠簸预警方法，其特征在于：

在获取飞行计划和气象数据的步骤之后，还包括：

3.根据权利要求2所述的飞行颠簸预警方法，其特征在于：

在提取飞行计划中的航路点特定参数的步骤中，所述航路点对应的时刻和飞行计划的历时则发生相应的调整。

4.根据权利要求1所述的飞行颠簸预警方法，其特征在于：

根据航路点到达时间，计算交汇点出现的时间的步骤中，利用空间差值算法计算获得对应的交汇点出现的时间。

5.根据权利要求4所述的飞行颠簸预警方法，其特征在于：

所述空间内差算法包括反距离权重法或Kriging克里金插值法。

6.根据权利要求5所述的飞行颠簸预警方法，其特征在于：

所述航路点的特点参数包括航路点的坐标、航路点所在的高度、航路点出现的时间、飞行计划的历时。

7.根据权利要求6所述的飞行颠簸预警方法，其特征在于：

所述筛选出对飞行有影响的扰动气流区的步骤，具体是：

根据航路点所在的高度，筛选出位于该高度及其之上的扰动气流区。

8.一种飞行颠簸预警系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取飞行计划和气象数据；

提取模块，用于提取飞行计划中的航路点的特定参数；

筛选模块，用于筛选出对飞行有影响的扰动气流区；

9.根据权利要求8所述的飞行颠簸预警系统，其特征在于：

还包括修正模块和更新模块；

所述修正模块，用于根据实际情况，修正飞行计划；

所述更新模块，用于根据实际情况，更新气象数据。

10.根据权利要求9所述的飞行颠簸预警系统，其特征在于：

所述第二计算模块计算交汇点出现的时间，运用的是空间内差算法。