CN111583725B - 一种多数据源航班起飞时间校正方法 - Google Patents

一种多数据源航班起飞时间校正方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多数据源航班起飞时间校正方法，实时接收不同数据源起飞事件报文，其特征在于，对每条报文数据的处理过程包括下述步骤：校验报文数据有效性；判断航班最终起飞时间是否确定；若航班最终起飞时间未确定，则将报文起飞时间确定为第一个起飞时间，并利用ADS‑B数据对该起飞时间进行校验；若航班最终起飞时间已确定，且早于本条报文起飞时间，则结束本条报文判断，否则利用ADS‑B数据对航班最终起飞时间和报文起飞时间进行校验，并决定是否校正最终起飞时间。本发明的方法利用ADS‑B数据对航班起飞时间进行校验，包括对单个起飞时间校验和对两个起飞时间校验，不仅仅依赖通过历史数据统计分析和经验制定选择或过滤规则，有助于克服此前规则式方法依赖于历史数据和经验，有助于提高起飞时间准确性。

Description

一种多数据源航班起飞时间校正方法
技术领域
本发明涉及一种多数据源航班起飞时间校正方法，属于民用航空信息技术领域。
背景技术
准确及时的航班起飞时间对行业管理、航空企业和旅客非常重要。对行业管理而言，有助于提高航空管制效率，提高航路和空域的利用率；对航空企业来讲，有助于提高公司服务质量，提升消费者对公司服务满意度；对旅客而言，能够从容做好旅程安排，减少因航班延误造成长时间等待。
目前，民航业拥有多种数据来源，但因为各种原因，没有一种数据源能够保证绝对的真实性和完整性，均存在不同程度的错误、误差与缺漏数据情况。为此，航空企业通常会选择从多个数据源获取数据，例如，起飞时间的数据源包括机场数据源、航空公司数据源、天航信数据源及第三方公司数据源等。多数据源有效提高了数据覆盖度和准确度，尽量减少了数据缺失。但这种方式也面临不同源数据之间的差异性和多样性，给航空企业进行数据选择、确定和利用造成困难。现有技术方法都是基于历史数据的统计和分析，并依据运营经验制定数据源航班起飞事件报文过滤规则、确定规则和航班真实起飞时间更新规则。但这些方法只是单纯地以来历史数据统计分析和经验，没有一个可靠依据对起飞时间的正确性进行佐证判断。
发明内容
针对现有技术中所存在的问题，本发明提出一种航班空中盘旋状态判断方法，可识别飞机在飞行过程中是否有盘旋现象，并精确地计算出航班围绕某个点的盘旋圈数。
为达到以上目的，本发明一方面提出一种多数据源航班起飞时间校正方法，实时接收不同数据源起飞事件报文，其特征在于，对每条报文数据的处理过程包括下述步骤：
步骤S1、校验报文数据有效性；
步骤S2、判断航班最终起飞时间是否确定；
步骤S3、若航班最终起飞时间未确定，则将报文起飞时间确定为第一个起飞时间，并利用ADS-B数据对该起飞时间进行校验；
步骤S4、若航班最终起飞时间已确定，且早于本条报文起飞时间，则结束本条报文判断，否则利用ADS-B数据对航班最终起飞时间和报文起飞时间进行校验，并决定是否校正最终起飞时间。
优选地，所述步骤S1校验报文数据有效性包括对出发机场、目的机场、出发日期、到达日期等数据属性。
优选地，所述步骤S3利用ADS-B数据对报文起飞时间进行校验的步骤包括：
步骤S31、判断航班是否接收到ADS-B数据；
步骤S32、若航班尚未接收到ADS-B数据，则将第一个起飞时间的数据状态设为暂时，结束本次校验；
步骤S33、若航班已接收到ADS-B数据，计算航班ADS-B数据发送时间介于该报文包含的航班起飞时间和接收该报文时间之间的ADS-B飞行高度均值和速度均值；
步骤S34、判断飞行高度均值和/或速度均值是否大于预设阈值；
步骤S35、若大于预设阈值，则确定航班已起飞，该起飞时间数据状态设为最终；
步骤S36、若小于等于预设阈值，起飞时间数据状态设为暂时。
优选地，所述步骤S4利用ADS-B数据对航班最终起飞时间和报文起飞时间进行校验的步骤为：
步骤S41：计算航班ADS-B数据发送时间介于该报文包含的航班起飞时间和接收该报文时间之间的ADS-B飞行高度均值和速度均值；
步骤S42：判断飞行高度均值和/或速度均值是否大于预设阈值；
步骤S43：若大于预设阈值，较早时间确定为航班起飞时间并将数据状态设为最终；
步骤S44：若小于等于预设阈值，将较晚时间确定为航班起飞时间。
优选地，所述较晚时间确定为航班起飞时间后其数据状态设定步骤为：
步骤S431、计算航班ADS-B数据发送时间介于该报文包含的航班起飞时间和接收该报文时间之间的ADS-B飞行高度均值和速度均值；
步骤S432、判断高度均值和/或速度均值是否大于预设阈值；
步骤S433、若大于预设阈值，将起飞时间数据状态设为最终；
步骤S434、若小于等于预设阈值，将起飞时间数据状态设为暂时。
另一方面，本发明提供一种电子设备，包括中央处理器以及存储计算机可执行指令的存储器，其特征在于，所述计算机可执行指令在被执行时使所述处理器执行上述方法。
再一方面，本发明提供一种非易失性存储介质，其中存储有计算机程序，所述计算机程序在执行上述方法。
本发明相对于现有技术取得了如下的技术效果：
本发明的方法利用ADS-B数据对航班起飞时间进行校验，包括对单个起飞时间校验和对两个起飞时间校验。前者针对航班尚未确定起飞时间，后者则是在已有起飞时间情况下是否进行校正。该方法不仅仅依赖通过历史数据统计分析和经验制定选择或过滤规则，有助于克服此前规则式方法依赖于历史数据和经验，有助于提高起飞时间准确性。
附图说明
以下附图仅对本发明作示意性的说明和解释，并不用于限定本发明的范围，其中：
图1示出本发明一个实施例的一种多数据源航班起飞时间校正方法流程图；
图2示出本发明一个实施例中利用ADS-B对确定第一个起飞时间进行校验的流程图；
图3示出本发明一个实施例中利用ADS-B数据对航班最终起飞时间和报文起飞时间进行校验的流程图；
图4示出本发明一个实施例中将较晚时间确定为航班起飞时间后数据状态设定的流程图；
图5示出本发明一个实施例中利用ADS-B数据对第一个起飞时间进行校验的示意图；
图6和图7示出本发明一个实施例中利用ADS-B数据对航班最终起飞时间和报文起飞时间进行校验的两种情况的示意图；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案、设计方法及优点更加清楚明了，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。
实施例
本发明涉及的专业术语包括：
ADS-B全称是Automatic Dependent Surveillance-Broadcast，即是广播式自动相关监视，是指无需人工操作或者询问，可以自动地从相关机载设备获取参数向其他飞机或地面站广播飞机的位置、高度、速度、航向、识别号等信息，以供管制员对飞机状态进行监控。ADS-B信息数据主要是有飞机四维信息：经度、纬度、高度以及时间，同时也会包含其他一些与航班相关的信息，如航班识别号、航班航向、航班速度等。正因为如此，从ADS-B数据中可以知道许多关于航班的实时性信息：依据航班识别号，可以知道航班的航班号、出发地和目的地；同时依据其他信息可以判断航班所处的状态。
起飞事件报文是指表示某航班已经起飞，但因数据可能有误，不一定真的已经起飞。起飞事件报文包含该航班起飞时间、航班号、航班计划飞行日期、出发机场三字码、目的机场三字码、以及报文接收时间。
多数据源是指能够接收到起飞事件报文的多个不同的数据源，例如机场数据源、航空公司数据源、天航信数据源等。因为各种原因，对于同一航班而言，这些数据源所发的起飞事件报文中的起飞时间可能会不尽相同，因而需要对它们进行校验和选择。
本实施例需要满足以下前提条件：
条件1：用于起飞时间校正的航班都具有ADS-B数据，且ADS-B数据满足完整性和及时性两个指标。完整性是指每一条ADS-B数据都完整地包括以下信息：航班号、航班计划飞行日期、出发机场三字码、目的机场三字码、当前飞机所在位置的经度和维度、当前飞机的高度和速度，以及此条ADS-B数据的发送时间与接收时间；及时性是指必须要保证能够及时地收到反应航班状态的ADS-B数据，即每条ADS-B数据的发送时间与接收时间之间的时间差较小。
条件2：每条起飞事件报文中都有两个时间：航班起飞时间和报文接收时间，并且报文接收时间需晚于航班起飞时间，同时报文接收有先后顺序，前一条报文接收时间一定早于后一条报文接收时间。
条件3：本实施例默认所有航班数据源提供的起飞时间都对应有相应的报文接收时间。
本发明的方法采用报文触发机制。如图1所示，以数据流方式接收各个数据源的起飞事件报文，每收到一个航班的起飞事件报文都利用ADS-B数据对该报文中的起飞时间进行校验判断。若收到的起飞报文是某一天某航班的第一条报文，则将该报文的起飞时间确定为航班的第一个起飞时间；否则就依据ADS-B校验结果决定是保留当前航班已经确定的起飞时间还是用新收到的起飞时间进行更正，实现不断地对各个航班的起飞时间进行校正。同时，本发明实施例中，将通过判断确定的起飞时间分为最终和暂时两种状态，分别用“final”和“temp”表示。若某一天某航班已经有一个“final”状态起飞时间，则不再考虑报文中起飞时间晚于最终起飞时间之后起飞事件报文，但要考虑早于最终起飞时间的起飞事件报文，而若只有暂时状态的起飞时间则都会考虑。
当利用ADS-B对确定第一个起飞时间进行校验时，首先判断航班是否收到ADS-B数据，如图2所示。若航班尚未接收到ADS-B数据，则将第一个起飞时间的数据状态设为暂时，结束本次校验；若航班已接收到ADS-B数据，计算航班ADS-B数据发送时间介于起飞事件报文起飞时间和插入新报文时间之间的ADS-B高度均值和速度均值；判断高度均值或速度均值是否大于预设阈值；若大于预设阈值，则确定航班已起飞，该起飞时间数据状态设为最终，否则该起飞时间数据状态设为暂时。
当利用ADS-B数据对航班最终起飞时间和报文起飞时间进行校验时，如图3所示，若航班ADS-B数据发送时间介于该报文包含的航班起飞时间和接收该报文时间之间的ADS-B飞行高度均值和/或速度均值大于预设阈值，则较早时间确定为航班起飞时间并将数据状态设为最终，否则将较晚时间确定为航班起飞时间，其数据状态设定步骤如图4所示，首先计算航班ADS-B数据发送时间介于该报文包含的航班起飞时间和接收该报文时间之间的ADS-B飞行高度均值和速度均值；判断高度均值或速度均值是否大于预设阈值；若大于阈值则将该起飞时间数据状态设为最终，否则该起飞时间数据状态设为暂时。
具体地，如果将某航班在某时刻已经确定的起飞时间记为
Figure BDA0002510391570000061
同时其报文接收时间记为t1，而此时新收到的起飞事件报文中的起飞时间和插入时间分别记为
Figure BDA0002510391570000062
和t2。
当利用ADS-B对确定的第一个起飞时间的校验时，当某航班收到起飞事件报文时还没有确定一个起飞时间时，直接将该报文中的起飞时间确定为航班的起飞时间，并且依据利用ADS-B数据对该单个起飞时间进行校验的结果决定该起飞时间的状态。如图5所示，如果将起飞事件的两个时间点t2和
Figure BDA0002510391570000063
表示在一条时间链上，那么校验的具体方式则是判断发送时间在
Figure BDA0002510391570000064
与t2之间的ADS-B数据的高度均值与速度均值是否大于一定阈值。如果时就设置为“final”，否则就为“temp”。
当利用ADS-B数据对航班最终起飞时间和报文起飞时间进行校验时，当某航班收到起飞事件报文时已经确定了一个起飞时间，就需要利用ADS-B对两个时间(确定的起飞时间
Figure BDA0002510391570000065
和新收到报文中的起飞时间
Figure BDA0002510391570000066
)进行校验。如图6和图7，如果将t2、
Figure BDA0002510391570000067
和
Figure BDA0002510391570000068
三个时间点表示在一条时间链上，则可以分为两种情况：
Figure BDA0002510391570000069
和
Figure BDA00025103915700000610
同时，依据这三个时间点可以在中间划分出两个时间段区间：前一个时间段为区间
Figure BDA00025103915700000611
到
Figure BDA00025103915700000612
或者
Figure BDA00025103915700000613
到
Figure BDA00025103915700000614
后一个时间段则为
Figure BDA00025103915700000615
到t2或者
Figure BDA00025103915700000616
到t2。因此，只需要计算出发送时间在这两个时间段内的那一部分ADS-B数据中的高度均值和速度均值，就可以判断
Figure BDA0002510391570000071
和
Figure BDA0002510391570000072
哪一个作为航班的起飞时间更为合理。判断的具体思路如下：
如图6所示，即
Figure BDA0002510391570000073
时，包括
Figure BDA0002510391570000074
与
Figure BDA0002510391570000075
两个时间相等的情况。首先，计算该航班ADSB数据的发送时间在
Figure BDA0002510391570000076
与
Figure BDA0002510391570000077
时间段内那一部分的ADS-B数据的中飞机的平均高度和平均速度。如果平均高度或者平均速度大于等于阈值，则将
Figure BDA0002510391570000078
选择为航班的真实起飞时间，并且将该起飞时间的状态设置为“final”；反之，如果这一段ADS-B数据的平均高度和平均速度都没有大于等于阈值，则说明
Figure BDA0002510391570000079
肯定不是航班的起飞时间，因而此时应该将
Figure BDA00025103915700000710
暂时选择为飞机的起飞时间，但是该起飞时间的状态“final”还是“temp”则需要依据
Figure BDA00025103915700000711
到t2这一时间段内的航班ADS-B数据进行判断。如果，
Figure BDA00025103915700000712
到t2时间段内的平均高度或者平均速度大于等于阈值，则将
Figure BDA00025103915700000713
的状态设定为“final”，反之则设定为“temp”。
同理如图7所示，对于
Figure BDA00025103915700000714
情况，首先应该判断
Figure BDA00025103915700000715
到
Figure BDA00025103915700000716
时间段内航班ADS-B数据的平均高度和平均速度。如果大于等于阈值，则选
Figure BDA00025103915700000717
为起飞时间，同时状态设置为“final”，否则就将
Figure BDA00025103915700000718
选择为起飞时间，同时依据
Figure BDA00025103915700000719
到t2时间段内的ADS-B数据的情况确定该起飞时间的状态。
表1则具体列出了以上所说的关于图6和图7中两种情况的判断和选择逻辑。举例说明如下，假设ADS-B高度均值和速度均值的阈值分别设定为100和50。航班MU512在2019年9月8日所收到的起飞事件报文如表2所示。
Figure BDA00025103915700000720
表1示出本发明一个实施例中利用ADS-B对两个起飞时间进行校验的规则说明；
航班号 计划日期 出发地 目的地 起飞时间 插入时间
MU512 2019-09-08 GMP SHA 2019-09-08 11:00 2019-09-08 11:09:05
MU512 2019-09-08 GMP SHA 2019-09-08 11:12 2019-09-08 11:12:54
Mu512 2019-09-08 GMP SHA 2019-09-08 11:13 2019-09-08 11:13:32
表2示出本发明一个实施例中航班MU512在2019年9月8日收到的起飞事件报。
从表2中可以知道，MU512首先在“2019-09-08 11:09:05”收到该航班第一条起飞事件报文，报文中起飞时间为：“2019-09-08 11:00”，同时求得该航班8号11点0分到11点9分之间ADS-B速度均值为10，高度均值为0。因为求得的ADS-B速度均值与高度均值因均小于预先设定好的阈值，所以此时将“2019-09-08 11:00”暂时确定为该航班“temp”状态的起飞时间；
然后，MU512在“2019-09-08 11:12:54”收到起飞时间为“2019-09-0811:12”的起飞事件报文，假设通过表1列出的逻辑判断后，MU512将起飞时间更改为“2019-09-08 11:12”，并且其状态是“final”；
最后，因为MU512已经有“final”状态的起飞时间，因而不再考虑“2019-09-08 11:13:32”收到的起飞事件报文。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (6)

1.一种多数据源航班起飞时间校正方法，实时接收不同数据源起飞事件报文，其特征在于，对每条报文数据的处理过程包括下述步骤：
步骤S1、校验报文数据有效性；所述步骤S1校验报文数据有效性包括对出发机场、目的机场、出发日期、到达日期的数据属性；
步骤S2、判断航班最终起飞时间是否确定；
步骤S3、若航班最终起飞时间未确定，则将报文起飞时间确定为第一个起飞时间，并利用ADS-B数据对该起飞时间进行校验；
步骤S4、若航班最终起飞时间已确定，且早于本条报文起飞时间，则结束本条报文判断，否则利用ADS-B数据对航班最终起飞时间和报文起飞时间进行校验，并决定是否校正最终起飞时间。
2.根据权利要求1所述的一种多数据源航班起飞时间校正方法，其特征在于，所述步骤S3利用ADS-B数据对报文起飞时间进行校验的步骤包括：
步骤S31、判断航班是否接收到ADS-B数据；
步骤S32、若航班尚未接收到ADS-B数据，则将第一个起飞时间的数据状态设为暂时，结束本次校验；
步骤S33、若航班已接收到ADS-B数据，计算航班ADS-B数据发送时间介于该报文包含的航班起飞时间和接收该报文时间之间的ADS-B飞行高度均值和速度均值；
步骤S34、判断飞行高度均值和/或速度均值是否大于预设阈值；
步骤S35、若大于预设阈值，则确定航班已起飞，该起飞时间数据状态设为最终；
步骤S36、若小于等于预设阈值，起飞时间数据状态设为暂时。
3.根据权利要求1所述的一种多数据源航班起飞时间校正方法，其特征在于，所述步骤S4利用ADS-B数据对航班最终起飞时间和报文起飞时间进行校验的步骤为：
步骤S41：计算航班ADS-B数据发送时间介于该报文包含的航班起飞时间和接收该报文时间之间的ADS-B飞行高度均值和速度均值；
步骤S42：判断飞行高度均值和/或速度均值是否大于预设阈值；
步骤S43：若大于预设阈值，较早时间确定为航班起飞时间并将数据状态设为最终；
步骤S44：若小于等于预设阈值，将较晚时间确定为航班起飞时间。
4.根据权利要求3所述的一种多数据源航班起飞时间校正方法，其特征在于，所述较晚时间确定为航班起飞时间后其数据状态设定步骤为：
步骤S431、计算航班ADS-B数据发送时间介于该报文包含的航班起飞时间和接收该报文时间之间的ADS-B飞行高度均值和速度均值；
步骤S432、判断高度均值和/或速度均值是否大于预设阈值；
步骤S433、若大于预设阈值，将起飞时间数据状态设为最终；
步骤S434、若小于等于预设阈值，将起飞时间数据状态设为暂时。
5.一种电子设备，包括中央处理器以及存储计算机可执行指令的存储器，其特征在于，所述计算机可执行指令在被执行时使所述处理器执行根据权利要求1-4中任一项所述的方法。
6.一种非易失性存储介质，其中存储有计算机程序，所述计算机程序在执行时实现权利要求1-4任一项所述的方法。
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