民航飛行計劃沖突檢測技術研究

郭培勝

摘要：根據飛行計劃管理軟件研制需要，筆者展開了對民航飛行計劃沖突檢測的技術研究，主要研究了飛行計劃穿越限制飛行區域檢測方法及飛行計劃間沖突檢測方法。通過進行預處理沖突檢測，排除了大量不具有沖突可能性對象，減少了沖突檢測處理計算量，節約了處理時間。

關鍵詞：飛行計劃;沖突檢測;區域沖突檢測

中圖分類號：TP319 文獻標識碼：A

限制飛行區域是指依據空域管理需要預先劃設空間區域，包括禁飛區、限制區、交戰區等。一般情況下，空中航空器不應飛越該類區域，以避免不必要的誤傷。限制飛行區域是一個立體三維空間區域，在某個高度層上為多邊形或圓。

擬制民航飛行計劃時，將預先規定航班的機型、起飛時間、起飛機場、降落時間、降落機場、沿途航路等內容。對民航飛行計劃進行沖突檢測后，將形成沖突檢測結論。對于存在沖突的飛行計劃，將進行沖突告警提示。經人工核對后，管制員可進一步協調與優化航路，以消除計劃沖突。

1 沖突檢測處理框架

當系統收到飛行計劃時，將對民航飛行計劃進行沖突檢測，檢測該飛行計劃是否與區域、飛行計劃存在飛行沖突。沖突檢測處理具體步驟（圖1）如下：

①區域沖突檢測，檢測飛行計劃是否穿越限制飛行區域。

②當存在區域沖突時，告警提示操作員：“XXX計劃與XXXX區域的沖突”，退出。

③飛行計劃間沖突檢測，檢測該民航飛行計劃與其他計劃是否存在位置和時間沖突。

④當存在計劃間沖突時，告警提示操作員：“XXX計劃在XX航路段沖突”，退出。

⑤設置飛行計劃狀態，退出。

2 區域沖突檢測

區域沖突檢測主要檢測民航飛行計劃的航路是否穿越限制飛行區域。為了減少計算量，區域沖突檢測分為兩個步驟：區域沖突檢測預處理和區域沖突精細化檢測。通過區域沖突檢測預處理，排除大量無關的限制飛行區域，輸出疑似沖突區域;區域沖突精細化檢測則是對疑似沖突的限制飛行區域，進一步精細化檢測，精準形成區域沖突結論[1]。

2.1 區域沖突檢測預處理

區域沖突檢測預處理是依據飛行計劃航路信息，采用解析方法計算與評估民航飛行計劃是否穿越限制飛行區域情況。當飛行航路與限制飛行區域相交，可以確定該飛行計劃存在區域沖突;當航路不與限制飛行區域相交時，則計算飛行航路距離限制飛行區域的最小距離，當最小距離小于某一門限值時，將該區域作為疑似沖突區域輸出，軟件將進一步進行區域沖突精細化檢測。基于區域形狀（多邊形、圓形），沖突預處理應用不同解析方法進行計算，如下：

當民航飛行計劃的各航路點坐標為（Xi，Yi），飛行高度為Zi，i為路點序號，范圍是1～N（N為航路點總數）。

當限制飛行區域為圓形時，假定其高度范圍為Z低界～Z高界，中心為（Xo，Yo）。如果存在一個i使得下列不等式成立時，裁定該飛行計劃與限制飛行區域相交。因此，該飛行計劃存在區域沖突。

基于飛行方案的檢測方法能夠精確化形成沖突評估結果，滿足信息系統的實時要求。

4 結語

上述計算模型已應用于信息系統研制中。當存在沖突時，該模型能夠準確地給出沖突時間段和沖突的航路段。實踐表明，該計算模型對于解決飛行計劃沖突預檢測非常有效。在后續研究中，將進一步優化精細化檢測計算方法，減少計算量，提高方法計算效率。

參考文獻

[1] 莊青，席玉華.民航飛行計劃集中處理系統建設現狀和未來趨勢[J].信息化研究，2019，45（5）：7-11.

[2] 蔣曉霜.空管自動化系統飛行計劃航跡錯相關問題研究[J].電聲技術，2019，43（9）：77-80.

[3] 王平，成磊峰.一種飛行軌跡實時預測與監視告警的實現方法[J].計算機產品與流通，2019（1）：169-171.