CN111968409B - 一种基于实时ads-b数据的航空器中止起飞识别方法及系统 - Google Patents

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CN111968409B CN202010756246.7A CN202010756246A CN111968409B CN 111968409 B CN111968409 B CN 111968409B CN 202010756246 A CN202010756246 A CN 202010756246A CN 111968409 B CN111968409 B CN 111968409B
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Abstract

本发明公开了一种基于实时ADS‑B数据的航空器中止起飞识别方法及系统，包括航空器起飞采集模块、跑道数据采集模块、航空器轨迹数据处理模块、跑道轮廓曲线生成模块、中止起飞判断处理模块和告警输出模块，航空器起飞采集模块与航空器轨迹数据处理模块连接，跑道数据采集模块、航空器轨迹数据处理模块分别与跑道轮廓曲线生成模块连接，航空器轨迹数据处理模块、跑道轮廓曲线生成模块分别与中止起飞判断处理模块连接。本发明通过计算分析航空器场面运行轨迹与机场跑道轮廓曲线的交点个数，并结合航空器跑道内速度变化数据、航空器轨迹方向，可以实现航空器场面运行中止起飞异常实时告警，可以有效解决中止起飞延报、漏报、瞒报现象。

Description

一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别方法及系统
技术领域
本发明涉及航空器起飞安全领域领域，尤其涉及一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别方法及系统。
背景技术
中国民用航空局、航空公司、飞机制造厂及其他组织已经携手起来改进起飞安全，开始对中止起飞进行深入研究。起飞是一个历时很短但事故发生率很高的飞行阶段，据国际民航组织统计，起飞事故约占整个飞行事故的25％左右，国内外不时有起飞事故的报道，而在起飞事故中，中止起飞事故约占一半。2018年11月13日上午上海浦东机场达美航空一架A350客机，航班号DL582，计划执飞上海到底特律的航班，使用上海浦东国际机场R34L跑道起飞滑跑时，观察跑道末端一架日航B787-9飞机侵入跑道，机组立即中止起飞，未造成事故。最近几年中止起飞事件屡次发生，但航空承运人很难第一时间获知消息，如果机组隐瞒不报，航空承认人可能无法获知该事件，为航班安全运行埋下隐患。建立实时智能中止起飞识别模型成为各承运人的迫切需求。
广播式自动相关监视技术(ADS-B)是国际民航组织确定的未来主要监视技术。ADS-B充分结合了卫星导航技术、通讯技术、机载以及地面站设备等多种技术，获得更大的覆盖范围，使得空中交通监视手段越发安全和高效，同时飞行员和地面管制员的运行态势感知能力、空中交通运行效率、空域容量与安全水平得到了有效的提高。
发明内容
针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别方法及系统，通过计算分析航空器场面运行轨迹与机场跑道轮廓曲线的交点个数，并结合航空器跑道内速度变化数据、航空器轨迹方向，可以实现航空器场面运行中止起飞异常实时告警，可以有效解决中止起飞延报、漏报、瞒报现象。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别方法，其方法包括如下：
A、实时收集航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据，根据航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据综合识别出航空器推出与起飞时间窗口，并选取机场场面运行的离港航空器；
B、采集机场跑道数据，提取机场跑道边缘经纬度数据并得到一个封闭的机场跑道轮廓曲线，然后构建出机场跑道曲线函数F2＝f(x,y)，式中x,y为跑道经纬度数据，并记录机场跑道入口端边缘处经纬度和出口端边缘处经纬度；实时追踪离港航空器，并根据航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据确定离港航空器是否进入跑道；
C、对进入跑道的航空器实时采集ADS-B数据并构建出航空器运行轨迹曲线函数F1＝f(x,y)，式中x,y为航空器的经纬度轨迹点，并记录航空器的速度数据；同时将航空器运行轨迹曲线函数与机场跑道曲线函数按照经纬度建立一一映射关系；
D、根据进入跑道的航空器所对应的实时ADS-B数据实时计算出时间T分钟内的ADS-B轨迹数据，ADS-B轨迹数据包括航空器轨迹线、航空器速度变化数据，将ADS-B轨迹数据中的航空器运行轨迹曲线函数实时按照经纬度映射到所对应的机场跑道曲线函数中，并得到运行轨迹与机场跑道几何模型；在时间T分钟内，实时分析航空器运行轨迹曲线函数与机场跑道曲线函数的交点个数M，结合交点个数M与航空器速度变化数据判定航空器是否触发中止起飞。
为了更好地实现本发明基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别方法，所述ADS-B数据采集来源于ADS-B设备，ADS-B数据包括航班号、经度、纬度、高度；所述机场跑道数据包括跑道宽度、长度、跑道号、机场ICAO代码、经度、纬度。
本发明步骤D的中止起飞判断方法如下：
D1、若交点个数M为一个，航空器速度变化数据为先增后减，则触发中止起飞；
D2、若交点个数M为至少两个，则触发中止起飞。
进一步的技术方案是：对所述步骤D2的中止起飞判断进行如下修正：
D21、若交点个数M为两个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向是从跑道入口端朝向跑道出口端，则触发中止起飞；
若交点个数M为两个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向是从跑道出口端朝向跑道入口端，则不触发中止起飞；
D22、若交点个数M为三个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向分为如下两个阶段：第一阶段航空器轨迹方向是从跑道出口端朝向跑道入口端，第二阶段航空器轨迹方向是从跑道入口端朝向跑道出口端，则不触发中止起飞；
D23、若交点个数M为四个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向分为如下两个阶段：第一阶段航空器轨迹方向是从跑道出口端朝向跑道入口端，第二阶段航空器轨迹方向是从跑道入口端朝向跑道出口端，则触发中止起飞。
更进一步的技术方案是：针对有些机场场面ADS-B信号覆盖不全的情况，对所述步骤D的中止起飞判断进行如下修正：
P1、若交点个数M为一个且机场场面ADS-B信号覆盖不全，航空器速度变化数据为先增后减，则触发中止起飞；
若交点个数M为一个且机场场面ADS-B信号覆盖全面，航空器速度变化数据为先增后减，则触发中止起飞；
P0、若交点个数M为零个，机场场面ADS-B信号覆盖不全，航空器速度变化数据为先增后减，则触发中止起飞。
一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别方法，其方法包括如下：
A、实时收集航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据，根据航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据综合识别出航空器推出与起飞时间窗口，并选取机场场面运行的离港航空器；
B、采集机场跑道数据并形成跑道经纬度数据库，提取机场跑道边缘经纬度数据并得到一个封闭的机场跑道轮廓曲线，然后构建出机场跑道曲线函数F2＝f(x,y)，式中x,y为跑道经纬度数据，并记录机场跑道入口端边缘处经纬度和出口端边缘处经纬度；实时追踪离港航空器，并根据航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据确定离港航空器是否进入跑道；
C、对进入跑道的航空器实时采集ADS-B数据并构建出航空器运行轨迹曲线函数F1＝f(x,y)，式中x,y为航空器的经纬度轨迹点，并记录航空器的速度数据；同时将航空器运行轨迹曲线函数与机场跑道曲线函数按照经纬度建立一一映射关系；
D、根据进入跑道的航空器所对应的实时ADS-B数据实时计算出时间T分钟内的ADS-B轨迹数据，ADS-B轨迹数据包括航空器轨迹线、航空器速度变化数据，结合实时的ADS-B轨迹数据、机场跑道入口端边缘处经纬度和出口端边缘处经纬度判断航空器轨迹方向；将ADS-B轨迹数据中的航空器运行轨迹曲线函数实时按照经纬度映射到所对应的机场跑道曲线函数中，并得到运行轨迹与机场跑道几何模型；在时间T分钟内，实时分析航空器运行轨迹曲线函数与机场跑道曲线函数的交点个数M，结合交点个数M、航空器速度变化数据、航空器轨迹方向判定航空器是否触发中止起飞；其判断方法如下：
D1、若交点个数M为至多一个，航空器速度变化数据为先增后减，则触发中止起飞；
D2、若交点个数M为至少两个，其判断方法如下：
D21、若交点个数M为两个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向是从跑道入口端朝向跑道出口端，则触发中止起飞；
若交点个数M为两个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向是从跑道出口端朝向跑道入口端，则不触发中止起飞；
D22、若交点个数M为三个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向分为如下两个阶段：第一阶段航空器轨迹方向是从跑道出口端朝向跑道入口端，第二阶段航空器轨迹方向是从跑道入口端朝向跑道出口端，则不触发中止起飞；
D23、若交点个数M为四个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向分为如下两个阶段：第一阶段航空器轨迹方向是从跑道出口端朝向跑道入口端，第二阶段航空器轨迹方向是从跑道入口端朝向跑道出口端，则触发中止起飞。
一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别系统，包括航空器起飞采集模块、跑道数据采集模块、航空器轨迹数据处理模块、跑道轮廓曲线生成模块和中止起飞判断处理模块，航空器起飞采集模块与航空器轨迹数据处理模块连接，跑道数据采集模块、航空器轨迹数据处理模块分别与跑道轮廓曲线生成模块连接，航空器轨迹数据处理模块、跑道轮廓曲线生成模块分别与中止起飞判断处理模块连接；所述航空器起飞采集模块用于采集机场场面运行航空器的航空器起飞数据，所述航空器起飞数据包括航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据，所述航班动态来源于航空广播或航空地服系统，所述ACARS报文数据来源于ACARS系统，所述ADS-B数据来源于ADS-B设备；所述跑道数据采集模块用于采集机场跑道数据，所述跑道数据采集模块包括跑道经纬度数据库，跑道经纬度数据库用于存储机场跑道数据，所述中止起飞判断处理模块包括经纬度地图，所述跑道轮廓曲线生成模块用于根据机场跑道数据提取机场跑道边缘经纬度数据并在经纬度地图中构建出机场跑道轮廓曲线；所述航空器轨迹数据处理模块包括离港航空器追踪模块和跑道航空器处理模块，所述离港航空器追踪模块用于确定机场场面运行的离港航空器并实时追踪，所述跑道航空器处理模块用于确定离港航空器是否进入跑道并将进入跑道中的航空器实时映射至经纬度地图中；所述中止起飞判断处理模块用于逻辑判断航空器是否触发中止起飞。
为了更好地实现本发明基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别系统，本发明还包括告警输出模块，所述告警输出模块与中止起飞判断处理模块连接，所述告警输出模块用于触发中止起飞告警并输出告警航空器所在跑道及航空器信息；所述跑道航空器处理模块还用于判断航空器轨迹方向。
本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明通过计算分析航空器场面运行轨迹与机场跑道轮廓曲线的交点个数，并结合航空器跑道内速度变化数据、航空器轨迹方向，可以实现航空器场面运行中止起飞异常实时告警，可以有效解决中止起飞延报、漏报、瞒报现象。
(2)本发明对ADS-B数据的连续性要求较低，通过ADS-B数据计算机绘制出航空器运行轨迹曲线，即可为航空器场面运行轨迹与机场跑道轮廓曲线的交点个数提供数据支撑，可辅助地面人员做到早发现异常事件，有利于降低事件影响及经济损失。
(3)本发明采集机场跑道数据并提取机场跑道边缘经纬度数据并得到一个封闭的机场跑道轮廓曲线，然后基于实时ADS-B轨迹数据通过计算机分析航空器场面运行轨迹与机场跑道轮廓曲线的交点个数，同时参考航空器跑道内速度变化趋势，建立起了中止起飞逻辑判断模型，可以对跑道上的航空器进行中止起飞异常告警，可以通过数据修正方法实现各类机场的中止起飞告警处理。
附图说明
图1为本发明基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别系统的原理结构框图；
图2为本发明中的第一种情况下飞机运行示例图；
图3为本发明中的第二种情况下飞机运行示例图；
图4为本发明中的第三种情况下飞机运行示例图；
图5为本发明中的第四种情况下飞机运行示例图；
图6为本发明中的第五种情况下飞机运行示例图；
图7为本发明中的第六种情况下飞机运行示例图；
图8为本发明中的第七种情况下飞机运行示例图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明：
实施例一
一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别方法，其方法包括如下：
A、实时收集航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据，根据航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据综合识别出航空器推出与起飞时间窗口，并选取机场场面运行的离港航空器；本发明ADS-B数据采集来源于ADS-B设备，ADS-B数据包括航班号、经度、纬度、高度；所述机场跑道数据包括跑道宽度、长度、跑道号、机场ICAO代码、经度、纬度。本实施例的航空器优先为民航飞机。
B、采集机场跑道数据，提取机场跑道边缘经纬度数据并得到一个封闭的机场跑道轮廓曲线(如图2～图8所示，机场跑道轮廓曲线为一个封闭的矩形形状)，然后构建出机场跑道曲线函数F2＝f(x,y)，式中x,y为跑道经纬度数据，并记录机场跑道入口端边缘处经纬度和出口端边缘处经纬度；实时追踪离港航空器，并根据航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据确定离港航空器是否进入跑道；本发明ADS-B数据采集来源于ADS-B设备，ADS-B数据包括航班号、经度、纬度、高度；所述机场跑道数据包括跑道宽度、长度、跑道号、机场ICAO代码、经度、纬度。
C、对进入跑道的航空器实时采集ADS-B数据并构建出航空器运行轨迹曲线函数F1＝f(x,y)，式中x,y为航空器的经纬度轨迹点，并记录航空器的速度数据；同时将航空器运行轨迹曲线函数与机场跑道曲线函数按照经纬度建立一一映射关系；
D、根据进入跑道的航空器所对应的实时ADS-B数据实时计算出时间T分钟内的ADS-B轨迹数据，ADS-B轨迹数据包括航空器轨迹线、航空器速度变化数据，将ADS-B轨迹数据中的航空器运行轨迹曲线函数实时按照经纬度映射到所对应的机场跑道曲线函数中，并得到运行轨迹与机场跑道几何模型；在时间T分钟内，实时分析航空器运行轨迹曲线函数与机场跑道曲线函数的交点个数M，结合交点个数M与航空器速度变化数据判定航空器是否触发中止起飞。
本发明步骤D的中止起飞判断方法如下(此方法应用囊括标准化的民航机场、标准化的军用机场，或者不允许从跑道中部进入跑道，也不允许在跑道上逆行，即仅允许航空器从跑道起点朝向跑道终点滑行或起飞，机场场面ADS-B信号覆盖比较好)：
D1、若交点个数M为一个，航空器速度变化数据为先增后减，则触发中止起飞；
D2、若交点个数M为至少两个，则触发中止起飞。
本发明推广应用于小型机场时(其机场场面ADS-B信号覆盖比较好)，由于在小型机场，航空器在跑道上是可以进行掉头或转向，或者从跑道中部进入跑道上的情况，本发明增加航空器轨迹方向条件，本发明还会对所述步骤D2的中止起飞判断进行如下修正：
D21、若交点个数M为两个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向是从跑道入口端朝向跑道出口端，如图5所示，则触发中止起飞(如图5所示，机场场面ADS-B信号覆盖比较好，航空器滑入跑道，实时分析航空器轨迹数据，航空器跑道内速度，先增加后降低，最后航空器滑出跑道，整个运行轨迹与跑道形成2个交点，属于中止起飞)；
若交点个数M为两个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向是从跑道出口端朝向跑道入口端，如图6所示，则不触发中止起飞(如图6所示，机场场面ADS-B信号覆盖比较好，航空器从跑道中间滑入跑道，实时分析航空器轨迹数据，最后航空器滑出跑道，整个运行轨迹与跑道形成2个交点，这种是小机场航空器调头现象，不属于中止起飞)；
D22、若交点个数M为三个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向分为如下两个阶段：第一阶段航空器轨迹方向是从跑道出口端朝向跑道入口端，第二阶段航空器轨迹方向是从跑道入口端朝向跑道出口端，如图7所示，则不触发中止起飞(如图7所示，机场场面ADS-B信号覆盖比较好，航空器从跑道中间滑入跑道，从跑道头滑出又滑入，实时分析航空器轨迹数据，整个运行轨迹与跑道形成3个交点，这种是小机场航空器调头现象，不属于中止起飞)。
D23、若交点个数M为四个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向分为如下两个阶段：第一阶段航空器轨迹方向是从跑道出口端朝向跑道入口端，第二阶段航空器轨迹方向是从跑道入口端朝向跑道出口端，如图8所示，则触发中止起飞(如图8所示，机场场面ADS-B信号覆盖比较好，航空器从跑道中间滑入跑道，从跑道头滑出又滑入，实时分析航空器轨迹数据，最后航空器滑出跑道，整个运行轨迹与跑道形成4个交点，这种是小机场航空器调头现象，属于中止起飞)。
本发明针对有些机场场面ADS-B信号覆盖不全(一般是小型机场)的情况，对所述步骤D的中止起飞判断进行如下修正：
P1、若交点个数M为一个且机场场面ADS-B信号覆盖不全，航空器速度变化数据为先增后减，如图3所示，则触发中止起飞(如图3所示，本实施例虑到有些机场场面ADS-B信号覆盖不全，可能收到的第一个点即在跑道内，实时分析航空器轨迹数据，如航空器跑道内速度，先增加后降低，最后航空器滑出跑道，整个运行轨迹与跑道形成1个交点，属于中止起飞)。
若交点个数M为一个且机场场面ADS-B信号覆盖全面，航空器速度变化数据为先增后减，如图4所示，则触发中止起飞(如图4所示，本实施例机场场面ADS-B信号覆盖比较好，航空器滑入跑道，实时分析航空器轨迹数据，如航空器跑道内速度，先增加后降低，甚至航空器最终停在跑道内(即速度为0)，整个运行轨迹与跑道形成1个交点，属于中止起飞)。
P0、若交点个数M为零个，如图2所示，机场场面ADS-B信号覆盖不全，航空器速度变化数据为先增后减，如图2所示，则触发中止起飞(如图2所示，本实施例考虑到有些机场场面ADS-B信号覆盖不全，可能收到的第一个点即在跑道内，实时分析航空器轨迹数据，如航空器跑道内速度，先增加后降低，甚至航空器最终停在跑道内(即速度为0)，整个运行轨迹与跑道形成0个交点，判断为中止起飞)。
本发明步骤D的时间T分钟优选为10分钟(时间T分钟可以根据实际机场情况而具体设定)，本发明对于某个跑道上的航空器已经触发中止起飞告警时，则时间T分钟将继续延长，直到该跑道上的航空器消失为止。
如图1所示，一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别系统，包括航空器起飞采集模块、跑道数据采集模块、航空器轨迹数据处理模块、跑道轮廓曲线生成模块、中止起飞判断处理模块和告警输出模块，航空器起飞采集模块与航空器轨迹数据处理模块连接，跑道数据采集模块、航空器轨迹数据处理模块分别与跑道轮廓曲线生成模块连接，航空器轨迹数据处理模块、跑道轮廓曲线生成模块分别与中止起飞判断处理模块连接。航空器起飞采集模块用于采集机场场面运行航空器的航空器起飞数据，航空器起飞数据包括航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据，航班动态来源于航空广播或航空地服系统，ACARS报文数据来源于ACARS系统，ADS-B数据来源于ADS-B设备。跑道数据采集模块用于采集机场跑道数据，跑道数据采集模块包括跑道经纬度数据库，跑道经纬度数据库用于存储机场跑道数据，中止起飞判断处理模块包括经纬度地图，跑道轮廓曲线生成模块用于根据机场跑道数据提取机场跑道边缘经纬度数据并在经纬度地图中构建出机场跑道轮廓曲线。航空器轨迹数据处理模块包括离港航空器追踪模块和跑道航空器处理模块，离港航空器追踪模块用于确定机场场面运行的离港航空器并实时追踪，跑道航空器处理模块用于确定离港航空器是否进入跑道并将进入跑道中的航空器实时映射至经纬度地图中。中止起飞判断处理模块用于逻辑判断航空器是否触发中止起飞。
本发明的告警输出模块与中止起飞判断处理模块连接，告警输出模块用于触发中止起飞告警并输出告警航空器所在跑道及航空器信息，告警输出模块在经纬度地图上灯光闪烁或弹出窗口给出告警提示，同时在经纬度地图上标记告警航空器所在跑道及航空器信息，或者通过弹出窗口输出告警航空器所在跑道及航空器信息。跑道航空器处理模块还用于判断航空器轨迹方向。
实施例二
一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别方法，本实施例应用于机场场面ADS-B信号覆盖比较好的各种类型机场(包括标准化的民航机场、标准化的军用机场或小型机场)，其方法包括如下：
A、实时收集航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据，根据航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据综合识别出航空器推出与起飞时间窗口，并选取机场场面运行的离港航空器；本实施例的航空器优先为民航飞机。
B、采集机场跑道数据并形成跑道经纬度数据库，提取机场跑道边缘经纬度数据并得到一个封闭的机场跑道轮廓曲线(如图2～图8所示，机场跑道轮廓曲线为一个封闭的矩形形状)，然后构建出机场跑道曲线函数F2＝f(x,y)，式中x,y为跑道经纬度数据，并记录机场跑道入口端边缘处经纬度和出口端边缘处经纬度；实时追踪离港航空器，并根据航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据确定离港航空器是否进入跑道；
C、对进入跑道的航空器实时采集ADS-B数据并构建出航空器运行轨迹曲线函数F1＝f(x,y)，式中x,y为航空器的经纬度轨迹点，并记录航空器的速度数据；同时将航空器运行轨迹曲线函数与机场跑道曲线函数按照经纬度建立一一映射关系；
D、根据进入跑道的航空器所对应的实时ADS-B数据实时计算出时间T分钟内(本实施例优选为10分钟)的ADS-B轨迹数据，ADS-B轨迹数据包括航空器轨迹线、航空器速度变化数据，结合实时的ADS-B轨迹数据、机场跑道入口端边缘处经纬度和出口端边缘处经纬度判断航空器轨迹方向；将ADS-B轨迹数据中的航空器运行轨迹曲线函数实时按照经纬度映射到所对应的机场跑道曲线函数中，并得到运行轨迹与机场跑道几何模型；在时间T分钟内，实时分析航空器运行轨迹曲线函数与机场跑道曲线函数的交点个数M，结合交点个数M、航空器速度变化数据、航空器轨迹方向判定航空器是否触发中止起飞；其判断方法如下：
D1、若交点个数M为至多一个，航空器速度变化数据为先增后减，则触发中止起飞；
D2、若交点个数M为至少两个，其判断方法如下：
D21、若交点个数M为两个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向是从跑道入口端朝向跑道出口端，如图5所示，则触发中止起飞(如图5所示，机场场面ADS-B信号覆盖比较好，航空器滑入跑道，实时分析航空器轨迹数据，航空器跑道内速度，先增加后降低，最后航空器滑出跑道，整个运行轨迹与跑道形成2个交点，属于中止起飞)；
若交点个数M为两个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向是从跑道出口端朝向跑道入口端，如图6所示，则不触发中止起飞(如图6所示，机场场面ADS-B信号覆盖比较好，航空器从跑道中间滑入跑道，实时分析航空器轨迹数据，最后航空器滑出跑道，整个运行轨迹与跑道形成2个交点，这种是小机场航空器调头现象，不属于中止起飞)；
D22、若交点个数M为三个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向分为如下两个阶段：第一阶段航空器轨迹方向是从跑道出口端朝向跑道入口端，第二阶段航空器轨迹方向是从跑道入口端朝向跑道出口端，如图7所示，则不触发中止起飞(如图7所示，机场场面ADS-B信号覆盖比较好，航空器从跑道中间滑入跑道，从跑道头滑出又滑入，实时分析航空器轨迹数据，整个运行轨迹与跑道形成3个交点，这种是小机场航空器调头现象，不属于中止起飞)。
D23、若交点个数M为四个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向分为如下两个阶段：第一阶段航空器轨迹方向是从跑道出口端朝向跑道入口端，第二阶段航空器轨迹方向是从跑道入口端朝向跑道出口端，如图8所示，则触发中止起飞(如图8所示，机场场面ADS-B信号覆盖比较好，航空器从跑道中间滑入跑道，从跑道头滑出又滑入，实时分析航空器轨迹数据，最后航空器滑出跑道，整个运行轨迹与跑道形成4个交点，这种是小机场航空器调头现象，属于中止起飞)。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别方法，其特征在于：其方法包括如下：
A、实时收集航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据，根据航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据综合识别出航空器推出与起飞时间窗口，并选取机场场面运行的离港航空器；
B、采集机场跑道数据，提取机场跑道边缘经纬度数据并得到一个封闭的机场跑道轮廓曲线，然后构建出机场跑道曲线函数F2＝f(x,y)，式中x,y为跑道经纬度数据；实时追踪离港航空器，并根据航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据确定离港航空器是否进入跑道；
C、对进入跑道的航空器实时采集ADS-B数据并构建出航空器运行轨迹曲线函数F1＝f(x,y)，式中x,y为航空器的经纬度轨迹点，并记录航空器的速度数据；同时将航空器运行轨迹曲线函数与机场跑道曲线函数按照经纬度建立一一映射关系；
D、根据进入跑道的航空器所对应的实时ADS-B数据实时计算出时间T分钟内的ADS-B轨迹数据，ADS-B轨迹数据包括航空器轨迹线、航空器速度变化数据，将ADS-B轨迹数据中的航空器运行轨迹曲线函数实时按照经纬度映射到所对应的机场跑道曲线函数中，并得到运行轨迹与机场跑道几何模型；在时间T分钟内，实时分析航空器运行轨迹曲线函数与机场跑道曲线函数的交点个数M，结合交点个数M与航空器速度变化数据判定航空器是否触发中止起飞；其中中止起飞判断方法如下：
D1、若交点个数M为一个，航空器速度变化数据为先增后减，则触发中止起飞；
D2、若交点个数M为至少两个，则触发中止起飞。
2.按照权利要求1所述的一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别方法，其特征在于：所述ADS-B数据采集来源于ADS-B设备，ADS-B数据包括航班号、经度、纬度、高度；所述机场跑道数据包括跑道宽度、长度、跑道号、机场ICAO代码、经度、纬度。
3.按照权利要求1所述的一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别方法，其特征在于：对所述步骤D2的中止起飞判断进行如下修正：
D21、若交点个数M为两个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向是从跑道入口端朝向跑道出口端，则触发中止起飞；
若交点个数M为两个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向是从跑道出口端朝向跑道入口端，则不触发中止起飞；
D22、若交点个数M为三个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向分为如下两个阶段：第一阶段航空器轨迹方向是从跑道出口端朝向跑道入口端，第二阶段航空器轨迹方向是从跑道入口端朝向跑道出口端，则不触发中止起飞；
D23、若交点个数M为四个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向分为如下两个阶段：第一阶段航空器轨迹方向是从跑道出口端朝向跑道入口端，第二阶段航空器轨迹方向是从跑道入口端朝向跑道出口端，则触发中止起飞。
4.按照权利要求3所述的一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别方法，其特征在于：针对有些机场场面ADS-B信号覆盖不全的情况，对所述步骤D的中止起飞判断进行如下修正：
P1 、若交点个数M为一个且机场场面ADS-B信号覆盖不全，航空器速度变化数据为先增后减，则触发中止起飞；
若交点个数M为一个且机场场面ADS-B信号覆盖全面，航空器速度变化数据为先增后减，则触发中止起飞；
P0 、若交点个数M为零个，机场场面ADS-B信号覆盖不全，航空器速度变化数据为先增后减，则触发中止起飞。
5.一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别方法，其特征在于：其方法包括如下：
A、实时收集航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据，根据航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据综合识别出航空器推出与起飞时间窗口，并选取机场场面运行的离港航空器；
B、采集机场跑道数据并形成跑道经纬度数据库，提取机场跑道边缘经纬度数据并得到一个封闭的机场跑道轮廓曲线，然后构建出机场跑道曲线函数F2＝f(x,y)，式中x,y为跑道经纬度数据，并记录机场跑道入口端边缘处经纬度和出口端边缘处经纬度；实时追踪离港航空器，并根据航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据确定离港航空器是否进入跑道；
C、对进入跑道的航空器实时采集ADS-B数据并构建出航空器运行轨迹曲线函数F1＝f(x,y)，式中x,y为航空器的经纬度轨迹点，并记录航空器的速度数据；同时将航空器运行轨迹曲线函数与机场跑道曲线函数按照经纬度建立一一映射关系；
D、根据进入跑道的航空器所对应的实时ADS-B数据实时计算出时间T分钟内的ADS-B轨迹数据，ADS-B轨迹数据包括航空器轨迹线、航空器速度变化数据，结合实时的ADS-B轨迹数据、机场跑道入口端边缘处经纬度和出口端边缘处经纬度判断航空器轨迹方向；将ADS-B轨迹数据中的航空器运行轨迹曲线函数实时按照经纬度映射到所对应的机场跑道曲线函数中，并得到运行轨迹与机场跑道几何模型；在时间T分钟内，实时分析航空器运行轨迹曲线函数与机场跑道曲线函数的交点个数M，结合交点个数M、航空器速度变化数据、航空器轨迹方向判定航空器是否触发中止起飞；其判断方法如下：
D1、若交点个数M为至多一个，航空器速度变化数据为先增后减，则触发中止起飞；
D2、若交点个数M为至少两个，其判断方法如下：
D21、若交点个数M为两个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向是从跑道入口端朝向跑道出口端，则触发中止起飞；
若交点个数M为两个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向是从跑道出口端朝向跑道入口端，则不触发中止起飞；
D22、若交点个数M为三个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向分为如下两个阶段：第一阶段航空器轨迹方向是从跑道出口端朝向跑道入口端，第二阶段航空器轨迹方向是从跑道入口端朝向跑道出口端，则不触发中止起飞；
D23、若交点个数M为四个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向分为如下两个阶段：第一阶段航空器轨迹方向是从跑道出口端朝向跑道入口端，第二阶段航空器轨迹方向是从跑道入口端朝向跑道出口端，则触发中止起飞。
6.一种用于实现权利要求1～4任一项一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别方法的航空器中止起飞识别系统，其特征在于：包括航空器起飞采集模块、跑道数据采集模块、航空器轨迹数据处理模块、跑道轮廓曲线生成模块和中止起飞判断处理模块，航空器起飞采集模块与航空器轨迹数据处理模块连接，跑道数据采集模块、航空器轨迹数据处理模块分别与跑道轮廓曲线生成模块连接，航空器轨迹数据处理模块、跑道轮廓曲线生成模块分别与中止起飞判断处理模块连接；所述航空器起飞采集模块用于采集机场场面运行航空器的航空器起飞数据，所述航空器起飞数据包括航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据；所述跑道数据采集模块用于采集机场跑道数据，所述跑道数据采集模块包括跑道经纬度数据库，跑道经纬度数据库用于存储机场跑道数据，所述中止起飞判断处理模块包括经纬度地图，所述跑道轮廓曲线生成模块用于根据机场跑道数据提取机场跑道边缘经纬度数据并在经纬度地图中构建出机场跑道轮廓曲线；所述航空器轨迹数据处理模块包括离港航空器追踪模块和跑道航空器处理模块，所述离港航空器追踪模块用于确定机场场面运行的离港航空器并实时追踪，所述跑道航空器处理模块用于确定离港航空器是否进入跑道并将进入跑道中的航空器实时映射至经纬度地图中；所述中止起飞判断处理模块用于逻辑判断航空器是否触发中止起飞。
7.按照权利要求6所述的一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别系统，其特征在于：还包括告警输出模块，所述告警输出模块与中止起飞判断处理模块连接，所述告警输出模块用于触发中止起飞告警并输出告警航空器所在跑道及航空器信息；所述跑道航空器处理模块还用于判断航空器轨迹方向。
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