基于C#的空中交通流量管理系统的设计与实现

林宇君

摘要： 提出一种基于C#的空中交通流量管理系统，系统通过飞行时间的计算以及航班排序实现了软件的智能决策建议。

关键词： 空中交通流量管理;C#

中图分类号： V355.1    文献标识码： A    文章编号： 1672-9129（2018）09-0140-02

Abstract：  an air traffic flow management system based on C# is proposed. The system realizes the intelligent decision-making Suggestions of software through the calculation of flight time and flight sequencing.

Keywords： air traffic flow management;C #

1 引言

随着近年民航的发展，空中交通流量也随之增加，如若不采取有效的措施，航班准点率不高以及其他问题将会越来越突出。其中空中交通流量管理是解决问题的重要一环。相关管理部门陆续出台了结合实际地面导航能力的严格的条例与准则，为空中交通流量管理提供了理论支撑。

2 相关条例与准则

根据实际工作，民航局制定了以下条例及准则：一是航班的进离场时间应以5min为基本单位;二是同一航站不允许两个航班同时进离场，时间间隔最小为5min;三是在任意航站同航向起飞的时间最小间隔的设计上有：当前机飞行高度高于后机时为5min，反之为10min;四是任意航站航班流量必须控制在指定的范围内;五是某一高空管制区的航班流量应少于规定的数量;六是在指定的航路点上同一高度相继穿过该点，航班间的间隔必须符合规定。因此软件设计上，如若航班无法满足上述条件，系统将根据一定的准则对其进行优先级设置并排序，滤除相应的优先级低、不满足条例的航班，将其定义为非法航班，并罗列出相应的原因并给以决策者建议。

3 系统的设计与实现

3.1 飞行时间的计算。系统采用C#进行程序编写。在航班的信息處理中，根据航班记录所包含的进离港次数分解为多个航班，每个航班对应一个起飞、一个降落以及一个巡航。结合航线信息，系统计算出每个航班的飞行时间。这个航线信息可以取自航班的领航报以及自动化系统分配的进离港航线数据，根据实际的起飞时间和预计的降落时间，通过航线拼接以及数据库的航线位置数据得出相应的距离总长（结合雷达航迹进行修正）。在报文中解析出巡航速度结合机型的起飞经验速度进行对比得出理想状态下的飞行时间。根据实际经验，航班在起飞降落的速度大约为巡航速度的四分之三，将其进行代入计算即可。这种算法可以得出航空器进入某一区域的具体时间以及在区域内飞行时间。为了软件处理流程的快捷，此处将数据信息存放于SQL SERVER数据库中固定的数据表中。

3.2 航班排序。在航班的综合排序上，飞行时间信息和流量信息可以作为排序的基础，软件首先检查各个航站之间的起降时刻以及流量安排是否符合规则条例，如果有状况出现则对区域内所有航班进行相关处理，通过上述的优先级进行排序，并将后续超出流量规定的航班进行入库处理。非法航班入库后可以综合得到全部非法航班信息，其与合法航班形成的各航站区域的流量信息形成后续计算处理的基础。

为了能进一步提供智能手段，软件根据上述的信息进行人工智能处理，特别是面对复杂问题，系统能够给予管制员一定的智能建议与数据支持。在实际工作协同中，如若某一航班无法被接收，系统会采取以下处理方式：一是不改变飞行时间和过场时间的情况下，调整起落时间，并错开冲突航班;二是在不改变飞行时间情况下调整其他航站相关的航班的起降时间，移动航班记录中某一非法航班的起降时刻，其他的保持不变。因此，可以针对某一特定的航班向用户提供两种建议：一是移动具体非法航班;二是整体移动相关航班。当然前者的计算量相对较小，但是可用性和准确性没有后者的优势。

3.3 具体实现机制。为了提供更好的人机交互功能，系统在上述两种智能提示过程提供一定的交互功能，例如选定移动模式后，用户可以直接输入向前和向后搜寻时间移动的具体范围，在原有的起降时间基础上，延后或者提前的最大容差范围，根据中南地区空管的具体情况，可以将该数值设置为前后2.5h。此后，系统将自动为航班以5min为步长（根据条例），在指定的范围内搜寻合法的起降时刻，检查数据库中与该航班相关的所有航站和区域，包括空中航线的交接点，判断其是否满足条例要求，如若满足则得出结果显示到前台终端提出决策建议，如若不满足则继续移动搜索直至搜索范围已超过上述设定的范围。当然，为了满足实际工作情形，此处可以对搜索进行进一步的深化设计：当搜索结果不能被所属航空公司采纳时，采用向前搜索;当用户有新的需求搜索时，系统将立即自动返回到搜索初始化，降低计算负荷;正常情况下，系统将向前15min进行搜索，向后30min进行搜索，以体现航班效率排序。

通过C#与SQL SERVER数据库的交互，系统在数据设计和存储上较为简洁，提供了包括航班计划信息分类查询统计的功能、设计出时间轴形式的飞行动态描述、提供图形化的排序建议和基于数据库综合管理的数据输入及修改等。ado.net提供了丰富的数据库操作，为设计提供了不少便捷，首先使用SqlConnection对象连接数据库并建立SqlCommand对象，该对象将负责SQL语句的执行和存储过程的调用。在数据查询上，软件可以用SqlDataReader直接一行一行的读取数据集，而在数据显示与统计中则主要采用DataSet联合SqlDataAdapter的数据库操作。

4 结束语

本文从实际出发设计一款空中交通流量管理小系统，该系统主要通过航班的飞行时间及局方给定的相关准则下的等级排序，对区域内的航班进行合法性判定后进行统一的排序与控制，并实现了智能化决策建议。实现上主要通过C#与SQL SERVER 数据库操作，实效性较好，能满足现场需求。

参考文献：

[1]空中交通战略和战术级流量管理模型[J]. 马正平，崔德光.清华大学学报（自然科学版）. 2003（07）