CN110400061A - 一种飞行安全综合评估的方法、装置、控制器及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种飞行安全综合评估的方法、装置、控制器及存储介质,通过计算所有跑道的所有飞行程序对于风险区域在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和,并根据预设风险等级规则确定所有跑道的所有飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的安全风险等级,确定了航空器对于风险区域在不同的飞行程序下偏离航道和/或飞错高度导致的低于安全高度和碰撞的风险,且通过同时计算预设时间段和待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和,可以计算航空器在特定的待测时间段内的安全风险等级以及航空器在预设时间段内的平均安全风险等级,使得安全风险等级的评估更准确。
Description
技术领域
本发明涉及航行安全评估领域,具体涉及一种飞行安全综合评估的方法、装置、控制器及存储介质。
背景技术
目前,针对机场的建设及机场周边地块的规划建设,一般只评估航空器在正常航行时的风险。然而在航空器运行中,由于人为因素、天气原因或飞机故障导致的偏离正常航线或飞错高度不安全事件时有发生,具体的,按中国民用航空安全信息网分类,偏离正常航线不安全事件类型包括:迷航/偏航;飞错高度不安全事件类型包括:未保持安全高度和偏离高度。对于机场周边地块的规划建设高度超过机场障碍物限制面高度时,如果只评估航空器在正常航行时的风险,不考虑航空器偏离正常航线和/或飞错高度航行时的风险,那么机场周边地块的规划建设建成以后,将存在巨大的风险。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种飞行安全综合评估的方法、装置、控制器及存储介质,以解决对于机场周边地块的规划建设高度超过机场障碍物限制面高度时,如果只评估航空器在正常航行时的风险,不考虑航空器偏离正常航线和/或飞错高度航行时的风险,那么机场周边地块的规划建设建成以后,将存在巨大的风险的问题。
根据第一方面,本发明实施例提供了一种飞行安全综合评估的方法,包括:获取预设时间段的参考飞行数据、各跑道的各飞行程序的预设航线数据及风险区域的坐标数据;根据预设航线数据及坐标数据确定预设航线与风险区域的位置关系;根据位置关系及参考飞行数据,分别计算各跑道的各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率和碰撞的概率;根据各跑道的各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率和碰撞的概率分别统计各跑道所有飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和;根据各跑道的所有飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和分别统计所有跑道的所有飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和;根据所有跑道的所有飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和及预设风险等级规则分别确定所有跑道的所有飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的安全风险等级。
可选地,根据位置关系及参考飞行数据,分别计算各跑道的各飞行程序低于安全高度的概率和碰撞的概率,包括:根据位置关系及参考飞行数据统计各跑道的各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的发生偏航的次数、飞错高度导致进入阴影区的次数和飞错高度导致碰撞的次数;根据参考飞行数据统计各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的飞行架次;根据发生偏航的次数、飞错高度导致进入阴影区的次数、飞错高度导致碰撞的次数和飞行架次分别计算各跑道各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的发生偏航的概率、飞错高度导致进入阴影区的概率和飞错高度导致碰撞的概率;根据位置关系,发生偏航的概率、飞错高度导致进入阴影区的概率和飞错高度导致碰撞的概率分别计算各跑道的各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率和碰撞的概率。
可选地,根据位置关系,发生偏航的概率、飞错高度导致进入阴影区的概率和飞错高度导致碰撞的概率分别计算各跑道的各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率和碰撞的概率,包括:根据位置关系判断风险区域是否处于各跑道的各飞行程序的预设航线下;如果风险区域处于预设航线下,根据各跑道的各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的飞错高度导致进入阴影区的概率和飞错高度导致碰撞的概率分别得到各跑道各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率和碰撞的概率。
可选地,如果风险区域不处于预设航线下,根据各跑道各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的发生偏航的概率分别与飞错高度导致进入阴影区的概率和飞错高度导致碰撞的概率的乘积分别得到各跑道各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率和碰撞的概率。
可选地,获取预设时间段的参考飞行数据,包括:获取第二预设时间段的历史参考飞行数据;根据历史参考飞行数据预测预设时间段内及待测时间段内的参考飞行数据。
可选地,根据历史参考飞行数据预测预设时间段内及待测时间段内的参考飞行数据,包括:根据第二预设时间段内各飞行程序发生偏航的次数、飞错高度导致进入阴影区的次数和飞错高度导致碰撞的次数预测预设时间段内及待测时间段内各飞行程序发生偏航的次数、飞错高度导致进入阴影区的次数和飞错高度导致碰撞的次数;根据第二预设时间段内的飞行架次预测预设时间段内及待测时间段内的飞行架次。
可选地,根据第二预设时间段内的飞行架次预测预设时间段内及待测时间段内的飞行架次,包括:按照预设时间单位统计第二预设时间段内各飞行程序的飞行架次及每架次客运量;根据飞行架次及每架次客运量预测预设时间段内及待测时间段内的飞行架次及每架次客运量;根据第二预设时间段内每架次客运量及预设时间段内及待测时间段内的每架次客运量分别计算预设时间段内及待测时间段内的飞行架次的修正参数;根据修正参数、预测的预设时间段内的飞行架次计算预设时间段内及待测时间段内的飞行架次。
根据第二方面,本发明实施例提供了一种飞行安全综合评估的装置,包括:获取模块,用于获取预设时间段的参考飞行数据、各跑道的各飞行程序的预设航线数据及风险区域的坐标数据;确定模块,用于根据预设航线数据及坐标数据确定预设航线与风险区域的位置关系;计算模块,用于根据位置关系及参考飞行数据,分别计算各跑道的各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率和碰撞的概率;第一统计模块,用于根据各跑道的各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率和碰撞的概率分别统计各跑道所有飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和;第二统计模块,用于根据各跑道的所有飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和分别统计所有跑道的所有飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和;确定模块,用于根据所有跑道的所有飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和及预设风险等级规则分别确定所有跑道的所有飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的安全风险等级。
根据第三方面,本发明实施例提供了一种控制器,包括:至少一个处理器;以及与至少一个处理器通信连接的存储器;其中,存储器存储有可被一个处理器执行的指令,指令被至少一个处理器执行,以使至少一个处理器执行如第一方面或者第一方面任意实施方式中的飞行安全综合评估的方法。
根据第四方面,本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有计算机指令,计算机指令用于使计算机执行如第一方面或者第一方面任意实施方式中的飞行安全综合评估的方法。
本发明实施例提供的一种飞行安全综合评估的方法、装置、控制器及存储介质,通过计算所有跑道的所有飞行程序对于风险区域在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和,并根据预设风险等级规则确定所有跑道的所有飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的安全风险等级,确定了航空器对于风险区域在不同的飞行程序下偏离航道和/或飞错高度导致的低于安全高度和碰撞的风险,且通过同时计算预设时间段和待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和,可以计算航空器在特定的待测时间段内的安全风险等级以及航空器在预设时间段内的平均安全风险等级,这两个安全风险等级可以相互参考,使得安全风险等级的评估更准确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例的飞行安全综合评估的方法的流程图;
图2示出了本发明实施例的进近阶段偏航事件数量线性拟合图;
图3示出了本发明实施例的进近阶段偏航事件数量二次曲线拟合图;
图4示出了本发明实施例的进近阶段偏航事件数量三次曲线拟合图;
图5示出了本发明实施例的ILS/DME进近方式下偏航事件偏离标称航迹距离分布的直方图;
图6示出了本发明实施例的PBN离场方式下偏航事件偏离标称航迹距离分布的直方图;
图7示出了本发明实施例的飞行安全综合评估的方法装置的结构框图;
图8示出了本发明实施例的控制器的结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动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。
本发明实施例提供了一种飞行安全综合评估的方法,如图1所示,包括:
S101.获取预设时间段的参考飞行数据、各跑道的各飞行程序的预设航线数据及风险区域的坐标数据。
在本发明实施例中,预设时间段可以是历史的一段时间段,也可以是未来的一段时间段,也可以是历史的一段时间段和未来的一段时间段的和。如果预设时间段是历史的一段时间段,则预设时间段的参考飞行数据、各跑道的各飞行程序的预设航线数据为历史的一段时间段的参考飞行数据、各跑道的各飞行程序的预设航线数据;如果预设时间段是未来的一段时间段,则预设时间段的参考飞行数据、各跑道的各飞行程序的预设航线数据为根据历史时间段的参考飞行数据、各跑道的各飞行程序的预设航线数据预测未来的一段时间段的参考飞行数据、各跑道的各飞行程序的预设航线数据的预测数据;如果预设时间段是历史的一段时间段和未来的一段时间段的和,则预设时间段的参考飞行数据、各跑道的各飞行程序的预设航线数据为历史的一段时间段的参考飞行数据、各跑道的各飞行程序的预设航线数据和未来的一段时间段的参考飞行数据、各跑道的各飞行程序的预设航线数据,未来的一段时间段的参考飞行数据、各跑道的各飞行程序的预设航线数据根据历史时间段的参考飞行数据、各跑道的各飞行程序的预设航线数据进行预测。风险区域可以为单个建筑或单个环境设施,可以为多个建筑或多个环境设施,也可以是建筑与环境设施的组合,可以包括多个建筑和多个环境设施,也可以包括1个建筑和1个环境设施。如果风险区域为多个建筑或多个环境设施或建筑与环境设施的组合,则风险区域的坐标数据为各个建筑的坐标数据组合或各个环境设施的坐标数据组合或各个建筑与各个环境设施的坐标数据组合,坐标数据包括风险区域的空间坐标和该风险区域的高度数据。
S102.根据预设航线数据及坐标数据确定预设航线与风险区域的位置关系。
在本发明实施例中,如果风险区域为多个建筑或多个环境设施或建筑与环境设施的组合,根据各跑道各程序的预设航线数据及风险区域的坐标数据,可以确定预设航线与各个建筑和/或各个环境设施的地理位置关系,地理位置关系包括:预设程序的预设航线与风险区域中心点的侧向距离及高度差、最近点的侧向距离及高度差、最远点的侧向距离及高度差。
S103.根据位置关系及参考飞行数据,分别计算各跑道的各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率和碰撞的概率。
在本发明实施例中,参考飞行数据中包括计算发生在该位置关系内和在该位置关系外的各跑道的各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率和碰撞的概率的数据,根据位置关系,可以只采用发生在该位置关系内的数据计算各跑道的各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率和碰撞的概率。如果预设航线在风险区域上方,低于安全高度是指航空器飞错高度导致进入阴影区(考虑超障余度),或偏航且飞错高度导致进入阴影区(考虑超障余度);碰撞是指飞错高度导致碰撞或偏航且飞错高度导致碰撞。待测时间段可以为对安全风险进行评估的前一年,当年、后一年或未来的某一年,预设时间段可以为待测时间段之前(包括待测时间段)的前几年,前十年或前几十年。例如,待测时间段可以为2018年,预设时间段可以为待测时间段之前(包括待测时间段)的前10年,即2009年至2018年,预设时间段内的低于安全高度的概率和碰撞的概率为2009-2018年这10年的低于安全高度的平均概率和碰撞的平均概率。
S104.根据各跑道的各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率和碰撞的概率分别统计各跑道所有飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和。
S105.根据各跑道的所有飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和分别统计所有跑道的所有飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和。
S106.根据所有跑道的所有飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和及预设风险等级规则分别确定所有跑道的所有飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的安全风险等级。
某个事件的安全风险是这个事件发生的概率与事件严重程度的乘积。国际民航组织SMSSMM安全管理手册(Doc9859,第四版,2018)第2.5.4-2.5.5节对严重程度、可能性、安全风险评估矩阵以及安全风险可容忍度进行了划分,如表1-4所示。且航空器运行-目视仪表与飞行程序设计(Doc 8168)和民航空中交通管理安全管理体系(SMS)建设指导手册(第三版),对可能性的概率进行了定量描述,在本发明实施例中,预设风险等级规则包括安全风险评估矩阵、可容忍程度表以及可能性的概率。
表1
表2
级别 | 描述符 | 严重度描述 | 定量描述 |
1 | 极不可能的 | 事件发生几乎是不可思议的 | ≤10<sup>-9</sup>次/飞行架次 |
2 | 不大可能的 | 不大可能发生(未曾发生过) | 10<sup>-7</sup>-10<sup>-9</sup>次/飞行架次 |
3 | 少有的 | 不太可能发生,但有可能(很少发生 | 10<sup>-5</sup>-10<sup>-7</sup>次/飞行架次 |
4 | 偶然的 | 可能有时发生(不经常发生) | 10<sup>-3</sup>-10<sup>-5</sup>次/飞行架次 |
5 | 频繁的 | 1-10-3次/飞行架次 | 1-10<sup>-3</sup>次/飞行架次 |
注:本表中发生概率的定量描述参考了Doc 8168)和民航空中交通管理安全管理体系(SMS)建设指导手册(第三版)。
表3
表4
本发明实施例提供的一种飞行安全综合评估的方法,通过计算所有跑道的所有飞行程序对于风险区域在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和,并根据预设风险等级规则确定所有跑道的所有飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的安全风险等级,确定了航空器对于风险区域在不同的飞行程序下偏离航道和/或飞错高度导致的低于安全高度和碰撞的风险,且通过同时计算预设时间段和待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和,可以计算航空器在特定的待测时间段内的安全风险等级以及航空器在预设时间段内的平均安全风险等级,这两个安全风险等级可以相互参考,使得安全风险等级的评估更准确。
在可选的实施例中,如果预设时间段是历史的一段时间段和未来的一段时间段的和或未来的一段时间,则步骤S101,获取预设时间段的参考飞行数据,包括:获取第二预设时间段的历史参考飞行数据;根据历史参考飞行数据预测预设时间段内及待测时间段内的参考飞行数据。根据历史参考飞行数据预测预设时间段内及待测时间段内的参考飞行数据,包括:根据第二预设时间段内各飞行程序发生偏航的次数、飞错高度导致进入阴影区的次数和飞错高度导致碰撞的次数预测预设时间段内及待测时间段内各飞行程序发生偏航的次数、飞错高度导致进入阴影区的次数和飞错高度导致碰撞的次数;根据第二预设时间段内的飞行架次预测预设时间段内及待测时间段内的飞行架次。
具体的,根据历史参考飞行数据预测预设时间段内及待测时间段内的参考飞行数据,是根据历史的第二预设时间段内每年的参考飞行数据,可以利用SPSS软件、MiniTAB软件对数据进行分析,进而获得数据随时间变化的规律,从而预测未来的一段时间段内的每年的参考飞行数据,如果预设时间段是历史的一段时间段和未来的一段时间段的和,将历史的一段时间段的飞行参考数据和预测的未来的一段时间段内的飞行参考数据组合,即得到预设时间内的飞行参考数据。例如,规划中的深圳前海片区八处地块已穿透深圳宝安国际机场障碍物限制面,对航空器运行产生了一定的影响,构成了风险源,所以需对深圳市前海片区八处地块进行安全风险管理。现深圳宝安国际机场使用第一条和第二条跑道运行,2024年将开始启用第三条跑道,对于第三条跑道,需要预测2024年可能的不安全事件的安全风险及其可容忍程度。根据深圳前海片区八处地块与深圳宝安国际机场的位置关系,1990年1月至2018年12月我国民用运输航空发生在距跑道10公里至15公里范围内的偏航事件,在进近阶段有24起,在起飞、起始爬升阶段有32起,在复飞阶段有1起,共计57起,偏航事件次数如表5所示。偏航事件按程序方式分类如表6所示,2018年偏航事件中不同程序方式的事件数量如表7所示,2009年至2018年偏航事件中不同程序方式的事件数量如表8所示。
表5
时间 | 偏航事件次数-进近 | 偏航事件次数-起飞 | 偏航事件次数-复飞 | 合计 |
1990 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1991 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1992 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1993 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1994 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1995 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1996 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1997 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1998 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1999 | 0 | 0 | 0 | 0 |
2000 | 0 | 0 | 0 | 0 |
2001 | 0 | 0 | 0 | 0 |
2002 | 0 | 0 | 0 | 0 |
2003 | 0 | 0 | 0 | 0 |
2004 | 0 | 0 | 0 | 0 |
2005 | 1 | 0 | 0 | 1 |
2006 | 0 | 0 | 0 | 0 |
2007 | 0 | 0 | 0 | 0 |
2008 | 1 | 0 | 0 | 1 |
2009 | 0 | 0 | 0 | 0 |
2010 | 1 | 0 | 0 | 1 |
2011 | 2 | 2 | 1 | 5 |
2012 | 2 | 1 | 0 | 3 |
2013 | 0 | 0 | 0 | 0 |
2014 | 4 | 2 | 0 | 6 |
2015 | 1 | 6 | 0 | 7 |
2016 | 1 | 0 | 0 | 1 |
2017 | 8 | 14 | 0 | 22 |
2018 | 3 | 7 | 0 | 10 |
合计 | 24 | 32 | 1 | 57 |
表6
表7
表8
由表5数据可见,近年来我国民航复飞阶段偏航事件几乎很少发生,而起飞和进近阶段偏航事件则随着飞行架次的增长有所增加。
对于1990-2018年的进近阶段发生的偏航事件,利用MiniTAB软件进行线性、二次曲线、三次曲线和指数拟合,拟合曲线图分别如图2、图3及图4所示。从拟合效果来看,同时参考S、R-Sq以及R-Sq(调整)三项指标,可以看出指数函数的拟合效果(R-Sq=55.36%,R-Sq调整=53.71%)最佳。因此,本实施例以时间t为自变量,建立了如下指数预测模型:偏航事件(进近)数量=0.01089×exp(0.2094×t),将t带入公式后,可以计算得到拟合结果如表9所示,上表中的偏航事件发生次数上限和下限称之为置信区间的两个边界,该置信区间是以95%来确定的。从表9中可以看出,预测2024年发生在进近阶段的偏航事件的次数为17次。
表9
同理,可以采用上述的方法预测2024年起飞阶段及复飞阶段发生的偏航事件,预测2024年发生在起飞阶段的偏航事件次数为53次。复飞阶段发生的偏航事件只有一起,保守估计2024年复飞阶段发生的偏航事件次数为1次。综上所述,2024年预测发生偏航事件71起。按表6中不同进近方式的比例估算2024年发生在进近、着陆阶段的偏航数据,如表10所示。2024年发生在起飞、初始爬升阶段的偏航事件中不同离场方式的事件数量,推算结果如表11所示,2024年发生在复飞阶段的偏航事件中不同复飞方式的事件数量,推算结果如下表12所示,2015年至2024年发生各个程序方式下的偏航事件数量如下表13所示。
表10
表11
表12
表13
同理,可采用上述预测偏航事件的次数的方法预测飞错高度的次数和飞行架次。
在可选的实施例中,由于受空域限制、机队规模、航线规模、运输旅客数等条件的限制,飞行架次不可能无限制增长,因此还需要飞行架次的预测值进行修正,在修正时,重新考虑了每架次运输旅客数,将这个指标作为修正参数重新加入到架次数据的预测修正当中,因此,根据第二预设时间段内的飞行架次预测预设时间段内及待测时间段内的飞行架次,包括:按照预设时间单位统计第二预设时间段内各飞行程序的飞行架次及每架次客运量;根据飞行架次及每架次客运量预测预设时间段内及待测时间段内的飞行架次及每架次客运量;根据第二预设时间段内每架次客运量及预设时间段内及待测时间段内的每架次客运量分别计算预设时间段内及待测时间段内的飞行架次的修正参数;根据修正参数、预测的预设时间段内的飞行架次计算预设时间段内及待测时间段内的飞行架次。具体的,可以利用MiniTAB软件对第二预设时间段内的历史飞行架次及每架次客运量进行分析,进而获得飞行架次及每架次客运量随时间变化的规律,从而预测未来的一段时间段内每年的飞行架次及每架次客运量,将历史的一段时间段内的最后一年的每架次客运量与未来的一段时间段内的每年的每架次客运量的比值作为未来的一段时间段内每年的飞行架次的修正参数,根据计算的修正参数及飞行架次的预测值的乘积得到修正后的飞行架次。根据历史的一段时间段的飞行架次和未来的一段时间段的修正后的飞行架次可以得到预设时间段内及待测时间段内的飞行架次。例如,对于预测2018年以后的飞行架次,可以根据平均每架次运输旅客的增长,生成相对于2018年的同比增长系数,来调整预测架次数,计算公式为:
其中y为修正后架次,n为年份(2019、2020…),k为未修正架次,x为每架次客运量。
在可选的实施例中,步骤S103,根据位置关系及参考飞行数据,分别计算各跑道的各飞行程序低于安全高度的概率和碰撞的概率,包括:根据位置关系及参考飞行数据统计各跑道的各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的发生偏航的次数、飞错高度导致进入阴影区的次数和飞错高度导致碰撞的次数;根据参考飞行数据统计各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的飞行架次;根据发生偏航的次数、飞错高度导致进入阴影区的次数、飞错高度导致碰撞的次数和飞行架次分别计算各跑道各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的发生偏航的概率、飞错高度导致进入阴影区的概率和飞错高度导致碰撞的概率;根据位置关系,发生偏航的概率、飞错高度导致进入阴影区的概率和飞错高度导致碰撞的概率分别计算各跑道的各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率和碰撞的概率。
具体的,因为预设程序的预设航线与风险区域存在一定的地理位置关系,地理位置关系包括:预设程序的预设航线与风险区域中心点的侧向距离及高度差、最近点的侧向距离及高度差、最远点的侧向距离及高度差,在统计各跑道的各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的发生偏航的次数、飞错高度导致进入阴影区的次数和飞错高度导致碰撞的次数时,需要考虑该位置关系,也即只统计在预设程序的预设航线与风险区域中心点的侧向距离、最近点的侧向距离及最远点的侧向距离之间的预设程序偏航的次数,在预设程序的预设航线与风险区域中心点的高度差、最近点的高度差及最远点的高度差之间的预设程序飞错高度飞导致进入风险区域阴影区的次数(考虑超障余度)和飞错高度导致和风险区域碰撞的次数。
需要说明的是,参考飞行数据包括偏航事件数据、飞错高度事件数据和飞行架次数据,这些数据中有些记录了发生该偏航/飞错高度的年份,该年份的飞行架次,偏航事件/飞错高度事件发生时距离跑道的距离,偏航的距离/飞错高度的高度差,预设程序等,而有些数据可能没有记载偏航的距离/飞错高度的高度差。这样,对于根据位置关系及参考飞行数据统计各跑道的各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的发生偏航的次数、飞错高度导致进入阴影区的次数和飞错高度导致碰撞的次数,就难以实现,则需要进一步的对参考飞行数据进行处理。可以对记载了偏航的距离/飞错高度的高度差的数据,采用SPSS软件进行分析,获得一定的分布规律,从而得到在预设程序的预设航线与风险区域的地理位置关系内的发生偏航、飞错高度导致进入阴影区、飞错高度导致碰撞的第一概率,再根据所有的参考飞行数据,可以计算得到各跑道的各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的发生偏航的次数、飞错高度导致进入阴影区的次数和飞错高度导致碰撞的次数。
例如,根据深圳前海片区八处地块与深圳宝安国际机场的位置关系,1990年1月至2018年12月我国民用运输航空发生在距跑道10公里至15公里范围内的偏航事件,在进近阶段有24起,在起飞、起始爬升阶段有32起,在复飞阶段有1起,共计57起,在57起事件中,有14起使用ILS/DME进近方式并记录了偏离距离,我们对其概率分布进行分析。利用SPSS对数据制作直方图如图5所示,并进行正态性检验,发现使用ILS/DME进近的偏航事件偏离距离符合正态分布,均值1.7,标准差1.039。根据该正态函数,可以得到偏离距离在ILS/DME预设航线与风险区域位置关系内的概率,将该概率与57相乘,便得到1990年1月至2018年12月我国民用运输航空发生在距跑道10公里至15公里范围内,偏离距离在ILS/DME进近预设航线与风险区域位置关系内的ILS/DME进近的偏航次数。在57起事件中,有15起使用PBN离场方式并记录了偏离距离,我们对其概率分布进行分析。利用SPSS对数据制作直方图如图6所示,并进行正态性检验,发现使用PBN离场的偏航事件偏离距离符合正态分布,均值2.47,标准差1.557。根据该正态函数,可以得到偏离距离在PNB离场预设航线与风险区域位置关系内的概率,将该概率与57相乘,便得到1990年1月至2018年12月我国民用运输航空发生在距跑道10公里至15公里范围内,偏离距离在PNB离场预设航线与风险区域位置关系内的PNB离场的偏航次数。在57起事件中,有16起使用ILS/DME和RNP进近方式并记录了偏离距离,我们对其概率分布分析。利用SPSS对数据进行K-S检验,发现符合指数分布,参数为1.9479。根据该指数函数,可以得到偏离距离在ILS/DME和RNP进近预设航线与风险区域位置关系内的概率,将该概率与57相乘,便得到1990年1月至2018年12月我国民用运输航空发生在距跑道10公里至15公里范围内,偏离距离在ILS/DME和RNP进近预设航线与风险区域位置关系内的PNB离场的偏航次数。
在可选的实施例中,根据位置关系,发生偏航的概率、飞错高度导致进入阴影区的概率和飞错高度导致碰撞的概率分别计算各跑道的各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率和碰撞的概率,包括:根据位置关系判断风险区域是否处于各跑道的各飞行程序的预设航线下;如果风险区域处于预设航线下,根据各跑道的各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的飞错高度导致进入阴影区的概率和飞错高度导致碰撞的概率分别得到各跑道各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率和碰撞的概率。如果风险区域不处于预设航线下,根据各跑道各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的发生偏航的概率分别与飞错高度导致进入阴影区的概率和飞错高度导致碰撞的概率的乘积分别得到各跑道各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率和碰撞的概率。
本发明实施例还提供了一种飞行安全综合评估的装置,如图7所示,包括:获取模块21,用于获取预设时间段的参考飞行数据、各跑道的各飞行程序的预设航线数据及风险区域的坐标数据;详细内容可参见上述方法实施例的步骤S101的相关描述;确定模块22,用于根据预设航线数据及坐标数据确定预设航线与风险区域的位置关系;详细内容可参见上述方法实施例的步骤S102的相关描述;计算模块23,用于根据位置关系及参考飞行数据,分别计算各跑道的各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率和碰撞的概率;详细内容可参见上述方法实施例的步骤S103的相关描述;第一统计模块24,用于根据各跑道的各飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率和碰撞的概率分别统计各跑道所有飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和;详细内容可参见上述方法实施例的步骤S104的相关描述;第二统计模块25,用于根据各跑道的所有飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和分别统计所有跑道的所有飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和;详细内容可参见上述方法实施例的步骤S105的相关描述;确定模块26,用于根据所有跑道的所有飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和及预设风险等级规则分别确定所有跑道的所有飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的安全风险等级;详细内容可参见上述方法实施例的步骤S106的相关描述。
本发明实施例提供的一种飞行安全综合评估的装置,通过计算所有跑道的所有飞行程序对于风险区域在预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和,并根据预设风险等级规则确定所有跑道的所有飞行程序在预设时间段内及在待测时间段内的安全风险等级,确定了航空器对于风险区域在不同的飞行程序下偏离航道和/或飞错高度导致的低于安全高度和碰撞的风险,且通过同时计算预设时间段和待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和,可以计算航空器在特定的待测时间段内的安全风险等级以及航空器在预设时间段内的平均安全风险等级,这两个安全风险等级可以相互参考,使得安全风险等级的评估更准确。
本发明实施例提供了一种控制器,如图8所示,该控制器包括:至少一个处理器71;以及与至少一个处理器通信连接的存储器72;图8中以一个处理器71为例。
控制器还可以包括:输入装置73和输出装置74。
处理器71、存储器72、输入装置73和输出装置74可以通过总线或者其他方式连接,图8中以通过总线连接为例。
处理器71可以为中央处理器(Central Processing Unit,CPU)。处理器71还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片,或者上述各类芯片的组合。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。
存储器72作为一种非暂态计算机可读存储介质,可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块,如本申请实施例中的飞行安全综合评估的方法对应的程序指令/模块。处理器71通过运行存储在存储器72中的非暂态软件程序、指令以及模块,从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理,即实现上述方法实施例飞行安全综合评估的方法。
存储器72可以包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序;存储数据区可存储根据用户终端操作的处理装置的使用所创建的数据等。此外,存储器72可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非暂态存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中,存储器72可选包括相对于处理器71远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至图像检测、处理装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置73可接收输入的数字或字符信息,以及产生与用户终端的处理装置的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置74可包括显示屏等显示设备。
一个或者多个模块存储在存储器72中,当被一个或者多个处理器71执行时,执行如图1所示的方法。
本领域技术人员可以理解,实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)、随机存储记忆体(RandomAccessMemory,RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive,缩写:HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive,SSD)等;所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
虽然结合附图描述了本发明的实施例,但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型,这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (10)
1.一种飞行安全综合评估的方法,其特征在于,包括:
获取预设时间段的参考飞行数据、各跑道的各飞行程序的预设航线数据及风险区域的坐标数据;
根据所述预设航线数据及坐标数据确定所述预设航线与所述风险区域的位置关系;
根据所述位置关系及参考飞行数据,分别计算各跑道的各飞行程序在所述预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率和碰撞的概率;
根据所述各跑道的各飞行程序在所述预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率和碰撞的概率分别统计所述各跑道所有飞行程序在所述预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和;
根据所述各跑道的所有飞行程序在所述预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和分别统计所有跑道的所有飞行程序在所述预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和;
根据所述所有跑道的所有飞行程序在所述预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和及预设风险等级规则分别确定所述所有跑道的所有飞行程序在所述预设时间段内及在待测时间段内的安全风险等级。
2.根据权利要求1所述的飞行安全综合评估的方法,其特征在于,所述根据所述位置关系及参考飞行数据,分别计算各跑道的各飞行程序低于安全高度的概率和碰撞的概率,包括:
根据所述位置关系及参考飞行数据统计各跑道的各飞行程序在所述预设时间段内及在待测时间段内的发生偏航的次数、飞错高度导致进入阴影区的次数和飞错高度导致碰撞的次数;
根据所述参考飞行数据统计各飞行程序在所述预设时间段内及在待测时间段内的飞行架次;
根据所述发生偏航的次数、飞错高度导致进入阴影区的次数、飞错高度导致碰撞的次数和所述飞行架次分别计算各跑道各飞行程序在所述预设时间段内及在待测时间段内的发生偏航的概率、飞错高度导致进入阴影区的概率和飞错高度导致碰撞的概率;
根据所述位置关系,所述发生偏航的概率、飞错高度导致进入阴影区的概率和飞错高度导致碰撞的概率分别计算各跑道的各飞行程序在所述预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率和碰撞的概率。
3.根据权利要求2所述的飞行安全综合评估的方法,其特征在于,所述根据所述位置关系,所述发生偏航的概率、飞错高度导致进入阴影区的概率和飞错高度导致碰撞的概率分别计算各跑道的各飞行程序在所述预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率和碰撞的概率,包括:
根据所述位置关系判断所述风险区域是否处于各跑道的各飞行程序的预设航线下;
如果所述风险区域处于预设航线下,根据所述各跑道的各飞行程序在所述预设时间段内及在待测时间段内的飞错高度导致进入阴影区的概率和飞错高度导致碰撞的概率分别得到各跑道各飞行程序在所述预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率和碰撞的概率。
4.根据权利要求3所述的飞行安全综合评估的方法,其特征在于,
如果所述风险区域不处于预设航线下,根据所述各跑道各飞行程序在所述预设时间段内及在待测时间段内的发生偏航的概率分别与飞错高度导致进入阴影区的概率和飞错高度导致碰撞的概率的乘积分别得到各跑道各飞行程序在所述预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率和碰撞的概率。
5.根据权利要求1所述的飞行安全综合评估的方法,其特征在于,所述获取预设时间段的参考飞行数据,包括:
获取第二预设时间段的历史参考飞行数据;
根据所述历史参考飞行数据预测所述预设时间段内及待测时间段内的参考飞行数据。
6.根据权利要求5所述的飞行安全综合评估的方法,其特征在于,所述根据所述历史参考飞行数据预测所述预设时间段内及待测时间段内的参考飞行数据,包括:
根据所述第二预设时间段内各飞行程序发生偏航的次数、飞错高度导致进入阴影区的次数和飞错高度导致碰撞的次数预测所述预设时间段内及待测时间段内各飞行程序发生偏航的次数、飞错高度导致进入阴影区的次数和飞错高度导致碰撞的次数;
根据所述第二预设时间段内的飞行架次预测所述预设时间段内及待测时间段内的飞行架次。
7.根据权利要求6所述的飞行安全综合评估的方法,其特征在于,所述根据所述第二预设时间段内的飞行架次预测所述预设时间段内及待测时间段内的飞行架次,包括:
按照预设时间单位统计第二预设时间段内各飞行程序的飞行架次及每架次客运量;
根据所述飞行架次及每架次客运量预测所述预设时间段内及待测时间段内的飞行架次及每架次客运量;
根据第二预设时间段内每架次客运量及所述预设时间段内及待测时间段内的每架次客运量分别计算所述预设时间段内及待测时间段内的飞行架次的修正参数;
根据所述修正参数、预测的所述预设时间段内的飞行架次计算所述预设时间段内及待测时间段内的飞行架次。
8.一种飞行安全综合评估的装置,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取预设时间段的参考飞行数据、各跑道的各飞行程序的预设航线数据及风险区域的坐标数据;
确定模块,用于根据所述预设航线数据及坐标数据确定所述预设航线与所述风险区域的位置关系;
计算模块,用于根据所述位置关系及参考飞行数据,分别计算各跑道的各飞行程序在所述预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率和碰撞的概率;
第一统计模块,用于根据所述各跑道的各飞行程序在所述预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率和碰撞的概率分别统计所述各跑道所有飞行程序在所述预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和;
第二统计模块,用于根据所述各跑道的所有飞行程序在所述预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和分别统计所有跑道的所有飞行程序在所述预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和;
确定模块,用于根据所述所有跑道的所有飞行程序在所述预设时间段内及在待测时间段内的低于安全高度的概率的和以及碰撞的概率的和及预设风险等级规则分别确定所述所有跑道的所有飞行程序在所述预设时间段内及在待测时间段内的安全风险等级。
9.一种控制器,其特征在于,包括:
至少一个处理器;以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器执行如权利要求1-7任意一项所述的飞行安全综合评估的方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机指令,所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-7任意一项所述的飞行安全综合评估的方法。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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