CN109785462A - 航空器油耗计算系统 - Google Patents

航空器油耗计算系统 Download PDF

Info

Publication number
CN109785462A
CN109785462A CN201910056945.8A CN201910056945A CN109785462A CN 109785462 A CN109785462 A CN 109785462A CN 201910056945 A CN201910056945 A CN 201910056945A CN 109785462 A CN109785462 A CN 109785462A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stage
flight
lto
aircraft
tim
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910056945.8A
Other languages
English (en)
Inventor
王兵
毛继志
谢华
李�杰
袁立罡
张颖
陈海燕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Original Assignee
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Aeronautics and Astronautics filed Critical Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority to CN201910056945.8A priority Critical patent/CN109785462A/zh
Publication of CN109785462A publication Critical patent/CN109785462A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

本发明涉及一种航空器油耗计算系统包括：数据库数据存入模块，适于获取数据信息，存入数据库；航班运行划分模块，适于通过航班时刻信息和ADS‑B飞行轨迹记录点的高度信息将航班运行分为两个阶段：LTO阶段和CCD阶段；燃油流量确定模块，适于依据数据信息确定每个阶段的燃油流量；LTO阶段燃油消耗量计算模块适于依据LTO阶段的燃油流量计算LTO阶段燃油消耗量；CCD阶段燃油消耗量计算模块，适于依据CCD阶段的燃油流量计算CCD阶段燃油消耗量；航班运行燃油消耗量计算模块，适于根据LTO阶段和CCD阶段的燃油流量，计算出航班整个运行过程的燃油消耗量TF。可计算航班完整运行过程的总油耗，并且可根据阶段划分算出各个阶段内的油耗，以便于阶段性分析与统计方面的需要。

Description

航空器油耗计算系统
技术领域
本发明涉及航空器运行状态识别与性能分析领域，具体涉及一种航空器油耗计算系统。
背景技术
航空运输已经成为最便捷的交通出行方式之一，但其飞行对环境造成了严重影响。因此，航空运行节能减排成为推进绿色民航发展的重要内容。同时，降低航空器排放量也意味着减少燃油消耗，对于航空公司来说降低运营成本是至关重要的。另外各航空公司由于商业秘密的考虑，不会向外提供航班的载重与油耗等数据，因此在进行航班油耗分析与统计之前需要有一个油耗估算方法。
现有技术中，油耗估算方法主要有以下的限制：仿真模型中假设航空器按照理想航迹进行飞行，而航空器实际飞行轨迹与理想航迹之间存在一定的差距；LTO方法仅适用于机场上空3000英尺范围内的油耗计算，而对3000英尺以上的航路飞行则无法适用；神经网络方法估算的精度取决于学习库的范围，因此需要建立完整而庞大的学习库才能获得最佳效果。
如何解决上述问题，是目前亟待解决的。
发明内容
本发明的目的是提供一种航空器油耗计算系统。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种航空器油耗计算系统包括：
数据库数据存入模块，适于获取数据信息，存入数据库；
航班运行划分模块，适于通过航班时刻信息和ADS-B飞行轨迹记录点的高度信息将航班运行分为两个阶段：LTO阶段和CCD阶段；
燃油流量确定模块，适于依据数据信息确定每个阶段的燃油流量；
LTO阶段燃油消耗量计算模块，适于依据LTO阶段的燃油流量计算LTO阶段燃油消耗量；
CCD阶段燃油消耗量计算模块，适于依据CCD阶段的燃油流量计算CCD阶段燃油消耗量；
航班运行燃油消耗量计算模块，适于根据LTO阶段和CCD阶段的燃油流量，计算出航班整个运行过程的燃油消耗量TF。
本发明的有益效果是，本发明提供了一种航空器油耗计算系统包括：数据库数据存入模块，适于获取数据信息，存入数据库；航班运行划分模块，适于通过航班时刻信息和ADS-B飞行轨迹记录点的高度信息将航班运行分为两个阶段：LTO阶段和CCD阶段；燃油流量确定模块，适于依据数据信息确定每个阶段的燃油流量；LTO阶段燃油消耗量计算模块，适于依据LTO阶段的燃油流量计算LTO阶段燃油消耗量；CCD阶段燃油消耗量计算模块，适于依据CCD阶段的燃油流量计算CCD阶段燃油消耗量；航班运行燃油消耗量计算模块，适于根据LTO阶段和CCD阶段的燃油流量，计算出航班整个运行过程的燃油消耗量TF。可计算航班完整运行过程的总油耗，并且可根据阶段划分算出各个阶段内的油耗，以便于阶段性分析与统计方面的需要。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明所提供的航空器油耗计算系统的智能终端的结构示意图。
图2是本发明所提供的航空器油耗计算系统的原理框图。
图3是本发明所提供的航班历史时刻与ADS-B飞行轨迹数据的主要字段示意图。
图4是本发明所提供的航班完整运行阶段划分示意图。
图5是本发明所提供的航路上地速GS、风速WS和真空速TAS矢量关系示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
请参阅图1，是本发明实施例提供的航空器油耗计算系统的智能终端300的方框示意图。可以包括航空器油耗计算系统200、存储器210、存储控制器220、处理器230、外设接口250、显示触摸屏240。
存储器210、存储控制器220、处理器230、外设接口250、显示触摸屏240各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可以通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。航空器油耗计算系统200可以包括至少一个可以软件或固件的形式存储于存储器210中或固化在智能终端300的操作系统中的软件模块，例如手航空器油耗计算系统200所包括的软件功能模块及计算机程序等。
其中，存储器210可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Flectric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。其中，存储器210用于存储程序，处理器230在接收到执行指令后，执行所述程序。处理器230以及其他可能的组件对存储器210的访问可以在存储控制器220的控制下进行。
处理器230可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器230可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
外设接口250将各种输入/输出装置耦合至处理器230以及存储器210.在一些实施例中，外设接口250、处理器230以及存储控制器220可以在单个芯片中实现，在其他一些实施例中，他们可以分别由独立的芯片实现。
显示触摸屏240用于接收外部的触摸操作，并将外部操作发送给处理器230处理，从而将外部表的操作转化为手势轨迹。
可以理解，图1所示的结构仅为示意，智能终端300还可以包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或者其组合实现。
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图2为本实施例1提供了一种航空器油耗计算系统。航空器油耗计算系统可计算航班完整运行过程的总油耗，并且可根据阶段划分算出各个阶段内的油耗，以便于阶段性分析与统计方面的需要。航空器油耗计算系统包括：
数据库数据存入模块，适于获取数据信息，存入数据库；
航班运行划分模块，适于通过航班时刻信息和ADS-B飞行轨迹记录点的高度信息将航班运行分为两个阶段：LTO阶段和CCD阶段；
燃油流量确定模块，适于依据数据信息确定每个阶段的燃油流量；
LTO阶段燃油消耗量计算模块，适于依据LTO阶段的燃油流量计算LTO阶段燃油消耗量；
CCD阶段燃油消耗量计算模块，适于依据CCD阶段的燃油流量计算CCD阶段燃油消耗量；
航班运行燃油消耗量计算模块，适于根据LTO阶段和CCD阶段的燃油流量，计算出航班整个运行过程的燃油消耗量TF。
在本实施例中，数据库数据存入模块包括：
静态数据存入单元，适于获取静态数据，存入数据库；
其中，静态数据包括机场信息资料、BADA机型性能数据、ICAO EEDB发动机排放数据和高空航路气象观测资料，机场信息资料提供机场的地理位置信息和标高，BADA提供机型性能数据，EEDB提供机型发动机在7％、30％、85％和100％四种推力调定值的燃油流量、HC排放指数、CO排放指数和NOx排放指数；
建立BADA机型与EEDB发动机型号的关联表；如下表给出了几种常见机型与发动机型号的关联信息。
动态数据存入单元，适于获取动态数据，存入数据库；
其中，动态数据包括航班历史时刻信息和ADS-B飞行轨迹数据。这两种数据通过航班唯一标识码FlightID进行关联，即通过航班FlightID对该航班航空器的ADS-B飞行轨迹数据进行读取。动态数据的具体字段内容如图3所示。
对该航班的ADS-B飞行轨迹数据进行去噪处理，以保证后续步骤的稳定执行。
请参阅图4，航班运行划分模块适于通过航班时刻信息和ADS-B飞行轨迹记录点的高度信息将航班运行分为两个阶段：LTO阶段和CCD阶段，即：
起飞机场DEP与目标机场ARR的上空3000英尺，气压高度分别为：AGLDEP，3000和AGLARR，3000，其中，AGL_DEP，3000意思是起飞机场上空3000英尺所对应的气压高度值，同理，AGL_ARR，3000意思是目标机场上空3000英尺所对应的气压高度值范围之内为LTO阶段，其他区域为CCD，即：
航班的ADS-B飞行轨迹记录点{A0，A1，A2，A3，…An}归属阶段LTODEP、LTOARR和CCD，其中，LTODEP、LTOARR分别为起飞机场范围的LTO阶段和目标机场的LTO阶段划分的具体过程为：
从A0到An进行增序循环，对每一个轨迹点Ai，如果满足以下条件，则Ai归属为起飞机场的LTODEP阶段：
其中，MTime_i表示第i个ADS-B记录点上的监视时刻，HP_i表示第i个ADS-B记录点上的气压高度，ATOT表示实际起飞时间；
从An到A0进行降序循环，对每一个轨迹点Ai，如果满足以下条件，则Ai归属为目标机场的LTOARR阶段：
其中，ALDT表示实际落地时间；
不属于LTODEP和LTOARR阶段的轨迹点，则归属于CCD阶段。
在本实施例中，燃油流量确定模块包括：
数据库调取单元，适于获取数据库中航班基本信息、航班关键时刻、航空器基本信息和航班ADS-B飞行轨迹数据；
燃油流量确定单元，适于根据航空器机型与EEDB发动机型号关联信息将该航班所执飞航空器的机型与发动机型号进行关联，以确定该航空器在滑行模式、起飞模式、爬出模式和进近着陆模式下的燃油流量。
在本实施例中，LTO阶段燃油消耗量计算模块包括：
时间计算单元，适于计算LTO阶段内的爬出模式时间TIMClimbout、进近着陆模式时间TIMApproach、滑出模式时间TIMTaxiOut和滑入模式时间TIMTaxiIn；
燃油消耗量计算单元，适于依据模式时间TIMClimbout、进近着陆模式时间TIMApproach、滑出模式时间TIMTaxiOut和滑入模式时间TIMTaxiIn以及LTO阶段的燃油流量计算LTO阶段的燃油消耗量。
其中，时间计算单元，适于计算LTO阶段内的爬出模式时间TIMClimbout、进近着陆模式时间TIMApproach、滑出模式时间TIMTaxiOut和滑入模式时间TIMTaxiIn，即：
依据最后一个起飞机场LTO阶段的轨迹点ADEP，Last和第一个CCD阶段的轨迹点ACCD，First，使用线性插值方法计算出航空器在起飞机场上空3000英尺高度时的时间MTimeDEP，AGL3000，然后结合ATOT和起飞所花时间TIMTakeoff，计算出航空器在起飞机场LTO阶段内的爬出过程所花时间TIMClimbout，即：
TIMClimbout＝MTimeDEP，AGL3000-ATOT-TIMTakeoff；
依据第一个目标机场LTO阶段的轨迹点AARR，First和最后一个CCD阶段的轨迹点ACCD，Last，使用线性插值方法计算出航空器在目标机场上空3000英尺高度时的时间MTimeARR，AGL3000，然后结合ALDT计算出航空器在目标机场LTO阶段内的进近过程所花时间TIMApproach，即：
TIMApproach＝ALDT-MTimeARR，3000；
滑出模式和滑入模式时间可直接由AOBT、ATOT、ALDT和AIBT得到，即：
TIMTaxiOut＝ATOT-AOBT，TIMTaxiIn＝AIBT-ALDT；
其中，AOBT，表示实际撤轮档时间，ATOT，表示实际起飞时间，ALDT，表示实际落地时间，AIBT，表示实际挡轮档时间，依据航班历史时刻信息得出。
，燃油消耗量计算单元，适于依据模式时间TIMClimbout、进近着陆模式时间TIMApproach、滑出模式时间TIMTaxiOut和滑入模式时间TIMTaxiIn以及LTO阶段的燃油流量计算LTO阶段的燃油消耗量，即：
依据ICAO EEDB中的滑行模式、起飞模式、爬出模式和进近着陆模式中发动机燃油消耗率FFTaxi、FFTakeoff、FFclimbout和FFApproach与计算得出的TIMTaxiOut、TIMTaxiIn、TIMClimbout和TIMApproach，以及起飞所用时间TIMTakeoff，计算得到航空器在这些过程中的燃油消耗量TFTaxi、TFTakeoff、TFClimbout和TFApproach。最后可得到LTO阶段燃油消耗量TFDEP、TFARR和TFLTO，即：
TFTaxiOut＝FFTaxi·TIMTaxiOut，TFTaxiIn＝FFTaxi·TIMTaxiIn
TFTakeoff＝FFTakeoff·TIMTakeoff，TFClimbout＝FFClimbout·TIMClimbout
TFApproach＝FFApproach·TIMApproach
TFDEP＝TFTaxiOut+TFClimbout+TFTakeoff，TFARR＝TFApproach+TFTaxiIn
TFLTO＝TFDEP+TFARR。
在本实施例中，CCD阶段燃油消耗量计算模块包括：
飞行状态识别单元，适于根据CCD阶段内的航空器ADS-B飞行轨迹数据中的飞行高度及其变化对记录点Ai进行飞行状态识别，飞行状态分为飞行过程PHSi和气动构型CFGi；
真空速计算单元，适于依据航路高空气象观测资料数据中读取对应时段内航空器ADS-B飞行轨迹中每一个记录点Ai所在位置和所在飞行高度上的风速WSi和风向WDi结合航空器的地速GSi和磁航向MHi，结合航空器的地速GSi和磁航向MHi计算出真空速TASi；
CCD阶段燃油流量计算单元，适于对CCD阶段内每一个ADS-B飞行轨迹记录点Ai，根据飞行状态飞行过程PHSi、气动构型CFGi和真空速TASi，利用BADA性能模型(AircraftPermance Model，APM)和对应机型数据计算出航空器在记录点Ai时的升力系数CL，i、阻力系数CD，i、阻力Di和推力Ti，最后由Ti结合PHSi和CFGi由发动机性能模型得到燃油流量FFi；
CCD阶段燃消耗量计算单元，适于计算Ai到Ai+1航空器的耗油量为TFi，再求出整个CCD阶段内航空器的燃油消耗量TFCCD。
其中，行状态识别单元，适于根据CCD阶段内的航空器ADS-B飞行轨迹数据中的飞行高度及其变化对记录点Ai进行飞行状态识别，飞行状态分为飞行过程PHSi和气动构型CFGi，即：
其中飞行过程PHSi分为上升CLIMB、下降DESCENT和平飞LEVEL三种，气动构型CFGi分为光滑构型CLEAN和进近构型APPROACH；
对记录点Ai，其飞行过程PHSi和气动构型CFGi的识别过程为：
其中，Ri，1+1为Ai到Ai+1的高度变化率，HPi+1和HPi为Ai和Ai+1时的飞行高度，RCmin和RDmin分别为最小上升率和最小下降率设定值，且均为正数。
请参阅图5，在本实施例中，真空速计算单元，适于依据航路高空气象观测资料数据中读取对应时段内航空器ADS-B飞行轨迹中每一个记录点Ai所在位置和所在飞行高度上的风速WSi和风向WDi(只取水平风，忽略垂直风)，结合航空器的地速GSi和磁航向MHi，结合航空器的地速GSi和磁航向MHi计算出真空速TASi的具体计算过程为：
TAi＝|WDi-MHi|，DAi＝|GAi-MHi|
WAi＝180-DAi-(180-TAi)＝TAi-DAi
并且，如果TAi≥180，则TAi＝|WDi-MHi|-180。
在本实施例中，CCD阶段燃油流量计算单元，适于对CCD阶段内每一个ADS-B飞行轨迹记录点Ai，根据飞行状态飞行过程PHSi、气动构型CFGi和真空速TASi，利用BADA性能模型(AircraftPermance Model，APM)和对应机型数据计算出航空器在记录点Ai时的升力系数CL，i、阻力系数CD，i、阻力Di和推力Ti，最后由Ti结合PHSi和CFGi由发动机性能模型得到燃油流量FFi的方法，即：
其中Ci，1+1为Ai到Ai+1的TAS变化率，CD0，AP，CD2，AP，CD0，AR和CD2，CR为航空器机型阻力系数参数，mi为Ai上航空器重量，ρi为Ai高度上的大气密度，S为航空器机翼总面积，g为重力加速度，Cf1、Cf2、Cf3、Cf4和Cfcr为燃油流量系数。
在本实施例中，航班运行燃油消耗量计算模块，适于根据LTO阶段和CCD阶段的燃油流量，计算出航班整个运行过程的燃油消耗量TF，即：
据出的LTO阶段耗油量和CCD阶段油耗量，可计算出航班整个运行过程的耗油量TF：TF＝TFLTO+TFCCD。
在本实施例中，将每个阶段的燃油流量替换为HC排放指数、CO排放指数和NOx排放指数，即可计算整个运行过程中的HC、CO、NO2的排放含量。便于为大规模航班的污染物排放的统计分析提供数据支持和技术参考。
通过上述实施方式对2018年8月1日南京禄口机场飞往香港国际机场的某航班燃油消耗进行了计算，与实际燃油消耗总量相比，燃油计算结果的相对误差仅为1.11％，通过实验证明，本发明具备较高的精度，可为航班污燃油消耗与染物排放方面相关研究提供参考。
综上所述，本发明提供了一种航空器油耗计算系统包括：数据库数据存入模块，适于获取数据信息，存入数据库；航班运行划分模块，适于通过航班时刻信息和ADS-B飞行轨迹记录点的高度信息将航班运行分为两个阶段：LTO阶段和CCD阶段；燃油流量确定模块，适于依据数据信息确定每个阶段的燃油流量；LTO阶段燃油消耗量计算模块，适于依据LTO阶段的燃油流量计算LTO阶段燃油消耗量；CCD阶段燃油消耗量计算模块，适于依据CCD阶段的燃油流量计算CCD阶段燃油消耗量；航班运行燃油消耗量计算模块，适于根据LTO阶段和CCD阶段的燃油流量，计算出航班整个运行过程的燃油消耗量TF。可计算航班完整运行过程的总油耗，并且可根据阶段划分算出各个阶段内的油耗，以便于阶段性分析与统计方面的需要。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种航空器油耗计算系统，其特征在于，包括：
数据库数据存入模块，适于获取数据信息，存入数据库；
航班运行划分模块，适于通过航班时刻信息和ADS-B飞行轨迹记录点的高度信息将航班运行分为两个阶段：LTO阶段和CCD阶段；
燃油流量确定模块，适于依据数据信息确定每个阶段的燃油流量；
LTO阶段燃油消耗量计算模块，适于依据LTO阶段的燃油流量计算LTO阶段燃油消耗量；
CCD阶段燃油消耗量计算模块，适于依据CCD阶段的燃油流量计算CCD阶段燃油消耗量；
航班运行燃油消耗量计算模块，适于根据LTO阶段和CCD阶段的燃油流量，计算出航班整个运行过程的燃油消耗量TF。
2.如权利要求1所述的航空器油耗计算系统，其特征在于，数据库数据存入模块包括：
静态数据存入单元，适于获取静态数据，存入数据库；
其中，静态数据包括机场信息资料、BADA机型性能数据、ICAO EEDB发动机排放数据和高空航路气象观测资料，机场信息资料提供机场的地理位置信息和标高，BADA提供机型性能数据，EEDB提供机型发动机在7％、30％、85％和100％四种推力调定值的燃油流量、HC排放指数、CO排放指数和NOx排放指数；
建立BADA机型与EEDB发动机型号的关联表；
动态数据存入单元，适于获取动态数据，存入数据库；
其中，动态数据包括航班历史时刻信息和ADS-B飞行轨迹数据。
3.如权利要求2所述的航空器油耗计算系统，其特征在于，所述航班运行划分模块适于通过航班时刻信息和ADS-B飞行轨迹记录点的高度信息将航班运行分为两个阶段：LTO阶段和CCD阶段，即：
起飞机场DEP与目标机场ARR的上空3000英尺，气压高度分别为：AGLDEP，3000和AGLARR，3000，其中，AGL_DEP，3000意思是起飞机场上空3000英尺所对应的气压高度值，同理，AGL_ARR，3000意思是目标机场上空3000英尺所对应的气压高度值范围之内为LTO阶段，其他区域为CCD，即
航班的ADS-B飞行轨迹记录点{A0，A1，A2，A3，…An}归属阶段LTODEP、LTOARR和CCD，其中，LTODEP、LTOARR分别为起飞机场范围的LTO阶段和目标机场的LTO阶段划分的具体过程为：
从A0到An进行增序循环，对每一个轨迹点Ai，如果满足以下条件，则Ai归属为起飞机场的LTODEP阶段：
其中，MTime_i表示第i个ADS-B记录点上的监视时刻，HP_i表示第i个ADS-B记录点上的气压高度，ATOT表示实际起飞时间；
从An到A0进行降序循环，对每一个轨迹点Ai，如果满足以下条件，则Ai归属为目标机场的LTOARR阶段：
其中，ALDT表示实际落地时间；
不属于LTODEP和LTOARR阶段的轨迹点，则归属于CCD阶段。
4.如权利要求3所述的航空器油耗计算系统，其特征在于，所述燃油流量确定模块包括：
数据库调取单元，适于获取数据库中航班基本信息、航班关键时刻、航空器基本信息和航班ADS-B飞行轨迹数据；
燃油流量确定单元，适于根据航空器机型与EEDB发动机型号关联信息将该航班所执飞航空器的机型与发动机型号进行关联，以确定该航空器在滑行模式、起飞模式、爬出模式和进近着陆模式下的燃油流量。
5.如权利要求4所述的航空器油耗计算系统，其特征在于，LTO阶段燃油消耗量计算模块包括：
时间计算单元，适于计算LTO阶段内的爬出模式时间TIMClimbout、进近着陆模式时间TIMApproach、滑出模式时间TIMTaxiOut和滑入模式时间TIMTaxiIn；
燃油消耗量计算单元，适于依据模式时间TIMClimbout、进近着陆模式时间TIMApproach、滑出模式时间TIMTaxiOut和滑入模式时间TIMTaxiIn以及LTO阶段的燃油流量计算LTO阶段的燃油消耗量。
6.如权利要求5所述的航空器油耗计算系统，其特征在于，时间计算单元，适于计算LTO阶段内的爬出模式时间TIMClimbout、进近着陆模式时间TIMApproach、滑出模式时间TIMTaxiOut和滑入模式时间TIMTaxiIn，即：
依据最后一个起飞机场LTO阶段的轨迹点ADEP，Last和第一个CCD阶段的轨迹点ACCD，First，使用线性插值方法计算出航空器在起飞机场上空3000英尺高度时的时间MTimeDEP，AGL3000，然后结合ATOT和起飞所花时间TIMTakeoff，计算出航空器在起飞机场LTO阶段内的爬出过程所花时间TIMClimbout，即
TIMClimbout＝MTimeDEP，AGL3000-ATOT-TIMTakeoff；
依据第一个目标机场LTO阶段的轨迹点AARR，First和最后一个CCD阶段的轨迹点ACCD，Last，使用线性插值方法计算出航空器在目标机场上空3000英尺高度时的时间MTimeARR，AGL3000，然后结合ALDT计算出航空器在目标机场LTO阶段内的进近过程所花时间TIMApproach，即：
TIMApproach＝ALDT-MTimeARR，3000；
滑出模式和滑入模式时间可直接由AOBT、ATOT、ALDT和AIBT得到，即：
TIMTaxiOut＝ATOT-AOBT，TIMTaxiIn＝AIBT-ALDT；
其中，AOBT，表示实际撤轮档时间，ATOT，表示实际起飞时间，ALDT，表示实际落地时间，AIBT，表示实际挡轮档时间，依据航班历史时刻信息得出。
7.如权利要求6所述的航空器油耗计算系统，其特征在于，燃油消耗量计算单元，适于依据模式时间TIMClimbout、进近着陆模式时间TIMApproach、滑出模式时间TIMTaxiOut和滑入模式时间TIMTaxiIn以及LTO阶段的燃油流量计算LTO阶段的燃油消耗量，即：
依据ICAO EEDB中的滑行模式、起飞模式、爬出模式和进近着陆模式中发动机燃油消耗率FFTaxi、FFTakeoff、FFClimbout和FFApproach与计算得出的TIMTaxiOut、TIMTaxiIn、TIMClimbout和TIMApproach，以及起飞所用时间TIMTakeoff，计算得到航空器在这些过程中的燃油消耗量TFTaxi、TFTakeoff、TFClimbout和TFApproach；最后可得到LTO阶段燃油消耗量TFDEP、TFARR和TFLT0，即：
TFTaxiOut＝FFTaxi·TIMTaxiOut，TFTaxiIn＝FFTaxi·TIMTaxiIn
TFTakeoff＝FFTakeoff·TIMTakeoff，TFClimbout＝FFClimbout·TIMClimbout
TFApproach＝FFApproach·TIMApproach
TFDEP＝TFTaxiOut+TFClimbout+TFTakeoff，TFARR＝TFApproach+TFTaxiIn
TFLTo＝TFDEP+TFARR。
8.如权利要求7所述的航空器油耗计算系统，其特征在于，CCD阶段燃油消耗量计算模块包括：
飞行状态识别单元，适于根据CCD阶段内的航空器ADS-B飞行轨迹数据中的飞行高度及其变化对记录点Ai进行飞行状态识别，飞行状态分为飞行过程PHSi和气动构型CFGi；
真空速计算单元，适于依据航路高空气象观测资料数据中读取对应时段内航空器ADS-B飞行轨迹中每一个记录点Ai所在位置和所在飞行高度上的风速WSi和风向WDi结合航空器的地速GSi和磁航向MHi，结合航空器的地速GSi和磁航向MHi计算出真空速TASi；
CCD阶段燃油流量计算单元，适于对CCD阶段内每一个ADS-B飞行轨迹记录点Ai，根据飞行状态飞行过程PHSi、气动构型CFGi和真空速TASi，利用BADA性能模型(AircraftPermanceModel，APM)和对应机型数据计算出航空器在记录点Ai时的升力系数CL，i、阻力系数CD，i、阻力Di和推力Ti，最后由Ti结合PHSi和CFGi由发动机性能模型得到燃油流量FFi；
CCD阶段燃消耗量计算单元，适于计算Ai到Ai+1航空器的耗油量为TFi，再求出整个CCD阶段内航空器的燃油消耗量TFCCD。
9.如权利要求8所述的航空器油耗计算系统，其特征在于，飞行状态识别单元，适于根据CCD阶段内的航空器ADS-B飞行轨迹数据中的飞行高度及其变化对记录点Ai进行飞行状态识别，飞行状态分为飞行过程PHSi和气动构型CFG，即：
其中飞行过程PHSi分为上升CLIMB、下降DESCENT和平飞LEVEL三种，气动构型CFGi分为光滑构型CLEAN和进近构型APPROACH；
对记录点Ai，其飞行过程PHSi和气动构型CFGi的识别过程为：
其中，Ri，1+1为Ai到Ai+1的高度变化率，HPi+1和HPi为Ai和Ai+1时的飞行高度，RCmin和RDmin分别为最小上升率和最小下降率设定值，且均为正数。
10.如权利要求9所述的航空器油耗计算系统，其特征在于，CCD阶段燃油流量计算单元，适于对CCD阶段内每一个ADS-B飞行轨迹记录点Ai，根据飞行状态飞行过程PHSi、气动构型CFGi和真空速TASi，利用BADA性能模型(AircraftPermance Model，APM)和对应机型数据计算出航空器在记录点Ai时的升力系数CL，i、阻力系数CD，i、阻力Di和推力Ti，最后由Ti结合PHSi和CFGi由发动机性能模型得到燃油流量FFi，即
其中Ci，i+1为Ai到Ai+1的TAS变化率，CD0，AP，CD2，AP，CD0，AR和CD2，CR为航空器机型阻力系数参数，mi为Ai上航空器重量，ρi为Ai高度上的大气密度，S为航空器机翼总面积，g为重力加速度，Cf1、Cf2、Cf3、Cf4和Cfcr为燃油流量系数。
CN201910056945.8A 2019-01-21 2019-01-21 航空器油耗计算系统 Pending CN109785462A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910056945.8A CN109785462A (zh) 2019-01-21 2019-01-21 航空器油耗计算系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910056945.8A CN109785462A (zh) 2019-01-21 2019-01-21 航空器油耗计算系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109785462A true CN109785462A (zh) 2019-05-21

Family

ID=66501861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910056945.8A Pending CN109785462A (zh) 2019-01-21 2019-01-21 航空器油耗计算系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109785462A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110503349A (zh) * 2019-09-10 2019-11-26 深圳市瑞达飞行科技有限公司 航班油耗数据的处理方法、处理装置和电子设备
CN110781457A (zh) * 2019-10-24 2020-02-11 深圳市瑞达飞行科技有限公司 离场阶段油耗数据的处理方法及装置、电子设备和存储介质
CN111696389A (zh) * 2020-05-29 2020-09-22 航科院中宇（北京）新技术发展有限公司 一种基于航班飞行计划的航空器燃油估计方法及系统
CN112349147A (zh) * 2020-09-17 2021-02-09 北京中数科技术有限公司 识别航空器飞行高度异常的方法、装置、设备及存储介质
CN113094938A (zh) * 2021-06-10 2021-07-09 北京航空航天大学 一种面向海上搜救任务仿真的直升机油耗模型构建方法
CN114061722A (zh) * 2020-08-07 2022-02-18 青岛海尔电冰箱有限公司 酒瓶内剩余酒量的检测方法、酒柜及可读存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104615849A (zh) * 2014-12-30 2015-05-13 中国民航大学 一种适用于通用航空的飞行计划评估系统及实现方法
CN105913692A (zh) * 2016-06-06 2016-08-31 北京威胜通达科技有限公司 一种飞行监视服务的方法及系统
CN106768123A (zh) * 2016-11-30 2017-05-31 中国直升机设计研究所 一种无人直升机燃油预估方法
US20170185937A1 (en) * 2015-12-23 2017-06-29 Safran Aircraft Engines Aircraft flight data evaluation system
US20180073884A1 (en) * 2016-03-04 2018-03-15 The Boeing Company Fuel consumption predictions using associative memories

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104615849A (zh) * 2014-12-30 2015-05-13 中国民航大学 一种适用于通用航空的飞行计划评估系统及实现方法
US20170185937A1 (en) * 2015-12-23 2017-06-29 Safran Aircraft Engines Aircraft flight data evaluation system
US20180073884A1 (en) * 2016-03-04 2018-03-15 The Boeing Company Fuel consumption predictions using associative memories
CN105913692A (zh) * 2016-06-06 2016-08-31 北京威胜通达科技有限公司 一种飞行监视服务的方法及系统
CN106768123A (zh) * 2016-11-30 2017-05-31 中国直升机设计研究所 一种无人直升机燃油预估方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ALEJANDRO MURRIETA-MENDOZA, RUXANDRA BOTEZ: "ESTIMATION OF FUEL CONSUMPTION AND POLUTING EMISSIONS", 《ESTIMATION OF FUEL CONSUMPTION AND POLUTING EMISSIONS》 *
ANGELA NUIC, DAMIR POLES AND VINCENT MOUILLET: "BADA: An advanced aircraft performance model for present and future", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF ADAPTIVE CONTROL AND SIGNAL PROCESSING》 *
刘钊: "基于空管数据的飞行器终端区域能耗分析", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》 *
王琦: "面向对象的空中交通进程仿真技术及应用", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110503349A (zh) * 2019-09-10 2019-11-26 深圳市瑞达飞行科技有限公司 航班油耗数据的处理方法、处理装置和电子设备
CN110781457A (zh) * 2019-10-24 2020-02-11 深圳市瑞达飞行科技有限公司 离场阶段油耗数据的处理方法及装置、电子设备和存储介质
CN110781457B (zh) * 2019-10-24 2024-03-08 深圳市瑞达飞行科技有限公司 离场阶段油耗数据的处理方法及装置、电子设备和存储介质
CN111696389A (zh) * 2020-05-29 2020-09-22 航科院中宇（北京）新技术发展有限公司 一种基于航班飞行计划的航空器燃油估计方法及系统
CN114061722A (zh) * 2020-08-07 2022-02-18 青岛海尔电冰箱有限公司 酒瓶内剩余酒量的检测方法、酒柜及可读存储介质
CN114061722B (zh) * 2020-08-07 2024-05-24 青岛海尔制冷电器有限公司 酒瓶内剩余酒量的检测方法、酒柜及可读存储介质
CN112349147A (zh) * 2020-09-17 2021-02-09 北京中数科技术有限公司 识别航空器飞行高度异常的方法、装置、设备及存储介质
CN113094938A (zh) * 2021-06-10 2021-07-09 北京航空航天大学 一种面向海上搜救任务仿真的直升机油耗模型构建方法
CN113094938B (zh) * 2021-06-10 2021-08-13 北京航空航天大学 一种面向海上搜救任务仿真的直升机油耗模型构建方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109785462A (zh) 航空器油耗计算系统
CN110930770B (zh) 一种基于管制意图和飞机性能模型的四维航迹预测方法
US11610495B2 (en) Unmanned aerial vehicle authorization and geofence envelope determination
CN110046735B (zh) 基于飞行数据分析的飞机离场燃油消耗评估方法
CN104238377B (zh) 一种用于无人机航空物探的低空飞行仿真方法
KR20160042800A (ko) 비행 관리 시스템의 모의 장치
CN106403973A (zh) 一种飞行计划垂直航路规划方法及系统
CN111177851A (zh) 一种无人机运行安全风险评估中对地风险的评估方法
CN109738035A (zh) 基于ads-b航迹数据的航空器油耗计算方法
CN105701552B (zh) 一种飞行航路垂直剖面的确定方法
Fricke et al. Fuel and energy benchmark analysis of continuous descent operations
CN105518763B (zh) 飞机航行用信息生成装置以及飞机航行用信息生成方法
Zhu et al. Analyzing commercial aircraft fuel consumption during descent: A case study using an improved K-means clustering algorithm
CN104252797B (zh) 基于虚拟管制员的空域仿真方法及其装置
Murrieta-Mendoza et al. Performance DataBase creation using a level D simulator for Cessna Citation X aircraft in cruise regime
JP2020077387A (ja) 垂直飛行経路の最適化
US10147327B2 (en) Method for integrating a constrained route(s) optimization application into an avionics onboard system with open architecture of client server type
CN110502790A (zh) 飞行程序综合评价方法及计算机存储介质
CN105825013A (zh) 一种基于离散事件系统的航空指挥保障优化方法
CN109670251A (zh) 一种飞机离场运行轨迹模拟控制系统及方法、计算机程序
US20170121027A1 (en) Enhancing engine performance to improve fuel consumption based on atmospheric rain conditions
CN105701293B (zh) 一种航空电子设备多阶段任务系统故障物理仿真剖面生成方法
CN104020681B (zh) 自由飞行模拟仿真平台
CN106951700A (zh) 一种基于能量管理的进近稳定性评估方法
CN115564188A (zh) 一种航班计划鲁棒性评价系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190521