CN114440891B - 用于空中交通管理的四维航迹规划方法及系统、设备 - Google Patents

用于空中交通管理的四维航迹规划方法及系统、设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于空中交通管理四维航迹规划方法及系统、设备，该方法包括：通过系统接收并处理即将进入空域的飞机的信息，对飞机进行四维航迹规划；根据预先设定的系统运行的参数，通过系统生成空域的四维航段；根据参数和候选四维航迹求解预设的四维航迹选择模型，得到与所述四维航段对应的对偶变量；将对偶变量按航段时刻对应设置并构造为新四维航迹，获取最优四维航迹，将最优四维航迹转换为与ADS‑B信息兼容的格式并输出。通过本发明提供的方法，通过数学模型、优化软件的求解，空管员为进入扇区的飞机自动规划飞行的四维航迹，给出每时每刻飞机的规划位置，在保证飞机安全间隔的前提下，优化油耗、碳排放以及延误。

Description

用于空中交通管理的四维航迹规划方法及系统、设备
技术领域
本发明涉及空中交通管理技术领域，尤其涉及一种用于空中交通管理的四维航迹规划方法及系统、设备及存储介质。
背景技术
目前，空中交通管理的首要任务是保证穿越空域(扇区)的民航飞机保持安全距离，并尽量减少油耗、碳排放以及可能的飞机延误。空中交通管制员(空管员)需要为进入扇区的民航飞机指定进入时间以及在扇区中飞行的四维航迹(空间+时间)，即飞机任意时刻在空域中的位置。目前的空中交通管理系统(如泰雷兹、川大智胜的产品)只能为空管员提供由雷达采集到的飞机信息，但并不能为四维航迹的决策提供支持。
有鉴于此，有必要提出对目前的空中交通管理的四维航迹规划方法进行进一步的改进。
发明内容
为此，本发明目的在于至少一定程度上解决现有技术中的不足，从而提出一种用于空中交通管理的四维航迹规划方法及系统、设备及存储介质。
第一方面，本发明提供了一种用于空中交通管理的四维航迹规划方法，所述方法包括：
通过系统接收并处理即将进入空域的飞机的信息，对所述飞机进行四维航迹规划，所述信息至少包括ADS-B信息、候选四维航迹、航段时刻；
根据预先设定的所述系统运行的参数，并通过所述系统生成所述空域的四维航段；
根据所述候选四维航迹求解预设的四维航迹选择模型，得到与所述四维航段对应的对偶变量；
将所述对偶变量按所述航段时刻对应设置并构造为新四维航迹，获取最优的四维航迹，将所述最优四维航迹转换为与所述ADS-B信息兼容的格式并输出。
第二方面，本发明提供了一种用于空中交通管理的四维航迹规划系统，所述系统包括：
接收模块：用于通过系统接收并处理即将进入空域的飞机的信息，对所述飞机进行四维航迹规划，所述信息至少包括ADS-B信息、候选四维航迹、航段时刻；
设定模块：用于根据预先设定的所述系统运行的参数，并通过所述系统生成所述空域的四维航段；
选择模块：用于根据所述候选四维航迹求解预设的四维航迹选择模型，得到与所述四维航段对应的对偶变量；
优化模块：用于将所述对偶变量按所述航段时刻对应设置并构造为新四维航迹，获取最优的四维航迹，将所述最优四维航迹转换为与所述ADS-B信息兼容的格式并输出。
第三方面，本发明还提供了一种用于空中交通管理的四维航迹规划设备，包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如第一方面所述的用于空中交通管理的四维航迹规划方法中的各个步骤。
第四方面，本发明还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如第一方面所述的用于空中交通管理的四维航迹规划方法中的各个步骤。
本发明提供了一种用于空中交通管理四维航迹规划方法及系统、设备，该方法包括：通过系统接收并处理即将进入空域的飞机的信息，对所述飞机进行四维航迹规划，所述信息至少包括ADS-B信息、候选四维航迹、航段时刻；根据预先设定的系统运行的参数，并通过系统生成空域的四维航段；根据所述候选四维航迹求解预设的四维航迹选择模型，得到与所述四维航段对应的对偶变量；将对偶变量按航段时刻对应设置并构造为新四维航迹，获取最优的四维航迹，将最优四维航迹转换为与ADS-B信息兼容的格式并输出。通过本发明提供的方法，通过数学模型、计算机和优化软件的求解，辅助空管员为进入扇区的民航飞机规划进入时间以及在扇区中飞行的四维航迹，给出每时每刻飞机的规划位置，能够保证飞行安全防止冲突发生，减少通过扇区飞机的油耗、延误和碳排放，为空管员的决策提供支持，减轻空管员的工作负荷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明的用于空中交通管理四维航迹规划方法的流程示意图；
图2为本发明的用于空中交通管理四维航迹规划方法的子流程示意图；
图3为本发明的用于空中交通管理四维航迹规划方法的四维航迹规划的流程示意图；
图4为本发明的用于空中交通管理四维航迹规划方法的四维航迹规划列生成框架的流程示意图；
图5为本发明的用于空中交通管理四维航迹规划方法的又一子流程示意图；
图6为本发明的用于空中交通管理四维航迹规划方法的四维航迹生成的流程示意图；
图7为本发明的用于空中交通管理四维航迹规划方法的四维航迹的空域时空网络的示意图；
图8为本发明的用于空中交通管理四维航迹规划系统的程序模块示意图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做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。
请参照图1，图1是本申请实施例的用于空中交通管理四维航迹规划方法的流程示意图，在本实施例中，上述用于空中交通管理四维航迹规划方法包括：
步骤101、通过系统接收并处理即将进入空域的飞机的信息，对所述飞机进行四维航迹规划，所述信息至少包括ADS-B信息、候选四维航迹、航段时刻。
在本实施例中，通过系统接收并处理即将进入空域的飞机的信息，接收的飞机的信息至少包括ADS-B信息、候选四维航迹以及航段时刻，其中，ADS-B(Automatic DependentSurveillance-Broadcast)，中文名称为广播式自动相关监视，是一种基于全球卫星定位系统和利用空地、空空数据链实现交通监控和信息传递的空管监视新技术；ADS-B信息就是飞机发出的广播信号，用明码来对外发送自己的位置、高度、速度、航向等信息，是公开信息。连续接收到一架飞机发出的ADS-B信息后，可以通过其坐标点来描绘出飞机的航行轨迹，并实时获取其飞行状态。系统接收了飞机的ADS-B信息之后，再对ADS-B信息进行处理，就可根据飞机的ADS-B信息对飞机进行四维航迹规划，其中系统所接收的飞机的信息不仅包括飞机的飞行计划，还包括计划进入扇区时间、计划进入航路点、计划离开扇区时间、计划离开航路点等。四维航迹飞行是对航班的起飞、爬升、巡航、近进、着陆等全阶段进行空间三维和时间维度的精细化控制；四维航迹规划是对飞机的四维航迹的一个规划；候选四维航迹是根据航空公司提交的飞行计划初始化飞机的四维航迹产生的。
步骤102、根据预先设定的所述系统运行的参数，并通过所述系统生成所述空域的四维航段。
在本实施例中，根据在步骤101中对飞机进行四维航迹规划之后，用户通过预先对飞机进行四维航迹规划设定系统运行的参数，参数至少包括时间步长、空间步长、安全间隔、油耗成本系数、延误成本系数等，时间步长、空间步长是为了建立时空网络，以完成时空的离散化，油耗成本系数、延误成本系数是为了计算四维航迹的成本。且在设定好系统运行的参数后，系统对扇区中的航路插入辅助航路点，并找出飞机在单位时间内从一个航路点运动带另一航路点的所有可能的运动轨迹，即四维航段，完成时空的离散化，生成空域时空网络供后续流程使用，其中四维航段其实指的是空域离散化后构成的时空网络的边，所以四维航段是和空域对应的。
步骤103、根据所述候选四维航迹求解预设的四维航迹选择模型，得到与所述四维航段对应的对偶变量。
在本实施例中，根据飞机的候选四维航迹得到四维航迹选择模型，其中通过候选四维航迹求解预先设定的四维航迹选择模型，从而得到与在步骤102中得到的四维航段所对应的对偶变量，其中四维航段所对应的对偶变量为四维航段的使用成本，四维航段即为飞机在单位时间内从一个航路点运动到另一航路点所有可能的运动轨迹。
步骤104、将所述对偶变量按所述航段时刻对应设置并构造为新四维航迹，获取最优的四维航迹，将所述最优四维航迹转换为与所述ADS-B信息兼容的格式并输出。
在本实施例中，将四维航段所对应的对偶变量按照航段时刻对应设置，并构造成新四维航迹，从构造的新四维航迹中选择最优的四维航迹，将最优四维航迹转换为与ADS-B信息兼容的格式，并输出。其中四维航迹包括多个四维航段，多个四维航段构造成一个完整的四维航迹，一个完整的四维航迹按照航段时刻分为多个四维航段，其中每一个四维航段都有与其对应的对偶变量，例如一个完整的四维航迹AF，就由多个四维航段组成，例如AB-BC-CE-CF，其中AB、BC、CE和EF均有与其相对应的对偶变量。将与四维航段对应的对偶变量按照航段时刻对应设置，构造为最优的四维航迹并输出。
本申请实施例提供了一种用于空中交通管理四维航迹规划方法，该方法包括：通过系统接收并处理即将进入空域的飞机的信息，对所述飞机进行四维航迹规划，所述信息至少包括ADS-B信息、候选四维航迹、航段时刻；根据预先设定的系统运行的参数，并通过系统生成空域的四维航段；根据所述候选四维航迹求解预设的四维航迹选择模型，得到与所述四维航段对应的对偶变量；将对偶变量按航段时刻对应设置并构造为新四维航迹，获取最优的四维航迹，将最优四维航迹转换为与ADS-B信息兼容的格式并输出。通过本发明提供的方法，通过数学模型、计算机和优化软件的求解，辅助空管员为进入扇区的民航飞机规划进入时间以及在扇区中飞行的四维航迹，给出每时每刻飞机的规划位置，能够保证飞行安全防止冲突发生，减少通过扇区飞机的油耗、延误和碳排放，为空管员的决策提供支持，减轻空管员的工作负荷。
进一步地，所述四维航迹选择模型的目标函数为：
其中，参数αc,l是飞机c选择四维航迹l的成本，四维航迹l的成本包括油耗成本和延误成本；决策变量xc,l表示飞机c是否选择四维航迹l；C为飞机的集合，L是候选四维航迹的集合；
所述四维航迹选择模型包括以下两个约束条件：
其中，参数δg,l等于1或0，当四维航迹l使用到四维航段g时，参数δg,l等于1，否则等于0；参数δh,l等于1或0，当四维航迹l使用到四维航段h时，参数δh,l等于1，否则等于0；第一个约束条件表示冲突的两个四维航段g和h不能同时包含在四维航迹中，即任意两架飞机没有冲突；ConflictPairs表示所有冲突的四维航段对；第二个约束条件表示每架飞机选择一条四维航迹飞行。
在本实施例中，四维航迹选择模型是从候选航迹中为每架飞机选择四维航迹，使得优化目标最小，并输出四维航段的对偶变量存储在系统内。通过将候选四维航迹的以及设定的系统运行参数输入至四维航迹选择模型中，通过该四维航迹选择模型的目标函数以及该四维航迹选择模型的两个约束条件，可以求解得到与四维航段想对应的对偶变量，即可得知四维航段相应的使用成本。
进一步地，请参照图2，图2本申请实施例中的用于空中交通管理的四维航迹规划方法的子流程示意图，将所述对偶变量按所述航段时刻对应设置并构造为新四维航迹，获取最优的四维航迹，具体包括：
步骤201、通过获取与所述四维航段对应的对偶变量，将与所述航段时刻对应的对偶变量对应的四维航段构造为新四维航迹并输出；
步骤202、根据差额成本判断所述新四维航迹是否更优，若否，则获得所述最优四维航迹。
在本实施例中，通过求解四维航迹选择模型，得到与四维航段对应的对偶变量，将对偶变量所对应的四维航段按照航段时刻排序，得到并输出一个新的四维航迹，根据差额成本判断得到的新四维航迹是否更加优化。若差额成本小于0，则说明该新四维航迹更优，若没有得到更优的新四维航迹，则说明最优的四维航迹已经得到，通过计算之后再输出最优四维航迹，其中差额成本(reduced cost)是运筹学的线性规划中的概念，可以理解为考虑资源使用成本后的总的决策成本。在四维航迹规划中，资源使用成本就是为避免冲突使用四维航段产生的成本，加上四维航迹的油耗延误等成本就是总成本。如果该总成本为负，说明该决策(即该四维航迹)是经济的。
数学上来说，假设四维航迹选择模型的第一个约束条件对应的对偶变量是πg,h，第二个约束条件对应的对偶变量是ρc，则飞机c的四维航迹l的差额成本的表达式为αc,l-∑g,h(δg,l+δh,l)πg,h-ρc。
在本实施例中，请参阅图3，图3为本申请实施例中用于空中交通管理四维航迹规划方法的四维航迹规划的流程示意图，用于空中交通管理的四维航迹规划系统的四维航迹规划包括四维航迹初始化、四维航迹优化选择、以及四维航迹优化生成三个步骤。四维航迹初始化步骤根据航空公司提交的飞行计划为飞机初始化飞机的候选四维航迹。四维航迹优化选择步骤从候选四维航迹中为每架飞机选择四维航迹，使得优化目标最小，并输出四维航段的对偶变量(即使用成本)储存在系统内。四维航迹优化生成步骤基于空域时空网络以及四维航段的使用成本，为每架飞机基于动态规划生成更优的四维航迹，供四维航迹优化选择。当迭代终止条件满足时，退出四维航迹规划。
进一步地，所述根据差额成本判断所述新四维航迹是否更优，若否，则获得所述最优四维航迹，具体包括：
若否，则将所述四维航迹选择模型中的所述决策变量定义为整数变量再进行求解，获得所述最优四维航迹。
在本实施例中，若根据差额成本判断该新四维航迹不是更优的，则说明最优的四维航迹已经得到，则直接将四维航迹选择模型中的决策变量定义为整数变量之后再进行求解，从而可获得每架飞机最终优化后的四维航迹。其中，在判断差额成本之后，优化的新四维航迹已经添加至四维航迹选择模型中，若未得到比添加进四维航迹选择模型中的新四维航迹的差额成本更加优化的四维航迹的情况下，对已经添加进四维航迹选择模型中的新四维航迹进行求解，从而得到每架飞机最终优化后的四维航迹。
进一步地，所述根据差额成本判断所述新四维航迹是否更优，若否，则获得所述最优四维航迹，还包括：
若是，则将所述新四维航迹输入至所述四维航迹选择模型中，并继续求解与所述四维航段所对应的对偶变量。
在本实施例中，根据差额成本判断该新四维航迹是更优之后，将该新四维航迹再添加至四维航迹选择模型中，并继续通过四维航迹选择模型对飞机的候选四维航迹进行优化选择，对优化后的新四维航迹进行迭代，从而得到最优四维航迹。
进一步地，请参阅图4，图4为本申请实施例中用于空中交通管理四维航迹规划方法的四维航迹规划列生成框架的流程示意图，首先对每架飞机初始化候选四维航迹，将候选四维航迹输入四维航迹选择模型中，求解得到航段时刻对应的对偶变量，通过与对偶变量对应的四维航段生成对应的每架飞机的新四维航迹，并输出，根据差额成本判断输出的新四维航迹是否为最优的四维航迹，若是，则将该最优四维航迹输入至四维航迹选择模型中，若否，则将四维航迹选择模型中的决策变量定义为整数变量之后再进行求解，从而可获得每架飞机最终优化后的四维航迹。
进一步地，参照图5，图5为本申请实施例中用于空中交通管理四维航迹规划方法的又一子流程示意图，所述通过获取与所述飞机航段时刻对应的对偶变量，将与所述航段时刻对应的对偶变量对应的四维航段构造为新四维航迹并输出，具体包括：
步骤301、初始化所述空域的时空网络，为所述时空网络上的所述四维航段赋权值，按照所述航段时刻顺序依次获得所述空域的时空网络的四维航段，检查更新所述四维航段两端节点的价值；
步骤302、判断所述空域的时空网络的四维航段是否遍历完毕，若是，则根据所述四维航迹的终止节点回溯构造所述差额成本最小的所述新四维航迹，若否，则继续按所述航段顺序获得所述四维航段。
在本实施例中，请参阅图6和图7，图6为本申请实施例中用于空中交通管理四维航迹规划方法的四维航迹生成的流程示意图，图7为空域时空网络的示意图，初始化飞机所进入空域的时空网络，并为时空网络上的四维航段赋权值，其中时空网络连接即为四维航段，表示飞机在单位时间内的移动，对时空网络连接(即四维航段)赋权值，就是添加四维航段的油耗成本，按照航段时刻的顺序获得下一个四维航段，且检查四维航段两端节点的价值。判断所有的四维航段是否都获取完毕，如果没有获取完毕，则继续获取，若获取完毕，通过四维航迹的终止节点回溯构造成差额成本最小的四维航迹，并输出该差额成本最小的四维航迹。
进一步地，所述检查更新所述四维航段两端节点的价值，具体包括：
假设V(i,k)为初始端节点的价值，V(j,k+1)为终止端节点的价值，cijk为时空网络连接的成本；如果V(j,k+1)>(i,k)+cijk，则更新V(j,k+1)＝V(i,k)+cijk，并记V(i,k)为V(j,k+1)的四维航迹前序节点，其中，i表示四维航段起始点对应的航路点，j表示四维航段终止点对应的航路点；k代表四维航段的起始时刻，k+1表示四维航段的终止时刻；V(i，k)表示四维航段起始点的价值，V(i，k+1)表示四维航段终止点的价值。
在本实施例中，其中初始端节点的价值与四维航段的成本总和小于终止端节点的价值的话，将终止端节点的价值设置为初始端节点的价值与四维航段的成本总和，并且将初始端节点设置为终止端节点的前序节点在四维航迹中。
进一步地，本申请实施例还提供了一种用于空中交通管理的四维航迹规划系统400，图8为本申请实施例中用于空中交通管理的四维航迹规划系统的程序模块示意图，在本实施例中，上述用于空中交通管理的四维航迹规划系统400包括：
接收模块401：用于通过系统接收并处理即将进入空域的飞机的信息，对所述飞机进行四维航迹规划，所述信息至少包括ADS-B信息、候选四维航迹、航段时刻；
设定模块402：用于根据预先设定的所述系统运行的参数，并通过所述系统生成所述空域的四维航段；
选择模块403：用于根据所述候选四维航迹求解预设的四维航迹选择模型，得到与所述四维航段对应的对偶变量；
优化模块404：用于将所述对偶变量按所述航段时刻对应设置并构造为新四维航迹，获取最优的四维航迹，将所述最优四维航迹转换为与所述ADS-B信息兼容的格式并输出。
本申请实施例提供了一种用于空中交通管理的四维航迹规划系统400，可以实现：通过系统接收并处理即将进入空域的飞机的信息，对所述飞机进行四维航迹规划，所述信息至少包括ADS-B信息、候选四维航迹、航段时刻；根据预先设定的系统运行的参数，并通过系统生成空域的四维航段；根据所述候选四维航迹求解预设的四维航迹选择模型，得到与所述四维航段对应的对偶变量；将对偶变量按航段时刻对应设置并构造为新四维航迹，获取最优的四维航迹，将最优四维航迹转换为与ADS-B信息兼容的格式并输出。通过本发明提供的方法，通过数学模型、计算机和优化软件的求解，辅助空管员为进入扇区的民航飞机规划进入时间以及在扇区中飞行的四维航迹，给出每时每刻飞机的规划位置，能够保证飞行安全防止冲突发生，减少通过扇区飞机的油耗、延误和碳排放，为空管员的决策提供支持，减轻空管员的工作负荷。
进一步地，本申请还提供了一种用于空中交通管理的四维航迹规划设备，包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上述的用于空中交通管理的四维航迹规划方法中的各个步骤。
进一步地，本申请还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机被处理器执行时，实现如上述的用于空中交通管理的四维航迹规划方法中的各个步骤。
在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
基于这样的理解，本发明的说明书技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
对于本领域的技术人员，依据本申请实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种用于空中交通管理的四维航迹规划方法，其特征在于，所述方法包括：
通过系统接收并处理即将进入空域的飞机的信息，对所述飞机进行四维航迹规划，所述信息至少包括ADS-B信息、候选四维航迹、航段时刻；
根据预先设定的所述系统运行的参数，并通过所述系统生成所述空域的四维航段；
根据所述候选四维航迹求解预设的四维航迹选择模型，得到与所述四维航段对应的对偶变量，其中，所述四维航迹选择模型的目标函数为：
其中，参数αc,l是飞机c选择四维航迹l的成本，四维航迹l的成本包括油耗成本和延误成本；决策变量xc,l表示飞机c是否选择四维航迹l；C为飞机的集合，L是候选四维航迹的集合；
所述四维航迹选择模型包括以下两个约束条件：
其中，参数δg,l为1或0，当四维航迹l使用到四维航段g时，参数δg,l等于1，否则等于0；参数δh,l等于1或0，当四维航迹l使用到四维航段h时，参数δh,l等于1，否则等于0；第一个约束条件表示冲突的两个四维航段g和h不能同时包含在四维航迹中，即任意两架飞机没有冲突；ConflictPairs表示所有冲突的四维航段对；第二个约束条件表示每架飞机选择一条四维航迹飞行；
将所述对偶变量按所述航段时刻对应设置并构造为新四维航迹，获取最优的四维航迹，将所述最优四维航迹转换为与所述ADS-B信息兼容的格式并输出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述对偶变量按所述航段时刻对应设置并构造为新四维航迹，获取最优的四维航迹，具体包括：
通过获取与所述四维航段对应的对偶变量，将与所述航段时刻对应的对偶变量对应的四维航段构造为新四维航迹并输出；
根据差额成本判断所述新四维航迹是否更优，若否，则获得所述最优四维航迹。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据差额成本判断所述新四维航迹是否更优，若否，则获得所述最优四维航迹，具体包括：
若否，则将所述四维航迹选择模型中的所述决策变量定义为整数变量再进行求解，获得所述最优四维航迹。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据差额成本判断所述新四维航迹是否更优，若否，则获得所述最优四维航迹，还包括：
若是，则将所述新四维航迹输入至所述四维航迹选择模型中，并继续求解与所述四维航段所对应的所述对偶变量。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过获取与所述四维航段对应的对偶变量，将与所述航段时刻对应的对偶变量对应的四维航段构造为新四维航迹并输出，具体包括：
初始化所述空域的时空网络，为所述时空网络上的所述四维航段赋权值，按照所述航段时刻顺序依次获得所述空域的时空网络的四维航段，检查更新所述四维航段两端节点的价值；
判断所述空域的时空网络的四维航段是否遍历完毕，若是，则根据所述四维航迹的终止节点回溯构造所述差额成本最小的所述新四维航迹，若否，则继续按所述航段顺序获得所述四维航段。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述检查更新所述四维航段两端节点的价值，具体包括：
假设V(i,k)为初始端节点的价值，V(j,k+1)为终止端节点的价值，cijk为时空网络连接的成本；如果V(j,k+1)>V(i,k)+cijk，则更新V(j,k+1)＝V(i,k)+cijk，并记V(i,k)为V(j,k+1)的四维航迹前序节点，其中，其中，i表示四维航段起始点对应的航路点，j表示四维航段终止点对应的航路点；k代表四维航段的起始时刻，k+1表示四维航段的终止时刻；V(i，k)表示四维航段起始点的价值，V(i，k+1)表示四维航段终止点的价值。
7.一种用于空中交通管理的四维航迹规划系统，其特征在于，所述系统包括：
接收模块：用于通过系统接收并处理即将进入空域的飞机的信息，对所述飞机进行四维航迹规划，所述信息至少包括ADS-B信息、候选四维航迹、航段时刻；
设定模块：用于根据预先设定的所述系统运行的参数，并通过所述系统生成所述空域的四维航段；
选择模块：用于根据所述候选四维航迹求解预设的四维航迹选择模型，得到与所述四维航段对应的对偶变量，其中，所述四维航迹选择模型的目标函数为：
其中，参数αc,l是飞机c选择四维航迹l的成本，四维航迹l的成本包括油耗成本和延误成本；决策变量xc,l表示飞机c是否选择四维航迹l；C为飞机的集合，L是候选四维航迹的集合；
所述四维航迹选择模型包括以下两个约束条件：
其中，参数δg,l为1或0，当四维航迹l使用到四维航段g时，参数δg,l等于1，否则等于0；参数δh,l等于1或0，当四维航迹l使用到四维航段h时，参数δh,l等于1，否则等于0；第一个约束条件表示冲突的两个四维航段g和h不能同时包含在四维航迹中，即任意两架飞机没有冲突；ConflictPairs表示所有冲突的四维航段对；第二个约束条件表示每架飞机选择一条四维航迹飞行；
优化模块：用于将所述对偶变量按所述航段时刻对应设置并构造为新四维航迹，获取最优的四维航迹，将所述最优四维航迹转换为与所述ADS-B信息兼容的格式并输出。
8.一种用于空中交通管理的四维航迹规划终端，包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-6任一项所述的用于空中交通管理的四维航迹规划方法中的各个步骤。
9.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-6任一项所述的用于空中交通管理的四维航迹规划方法中的各个步骤。
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