民航飞行计划冲突检测技术研究

郭培胜

摘要：根据飞行计划管理软件研制需要，笔者展开了对民航飞行计划冲突检测的技术研究，主要研究了飞行计划穿越限制飞行区域检测方法及飞行计划间冲突检测方法。通过进行预处理冲突检测，排除了大量不具有冲突可能性对象，减少了冲突检测处理计算量，节约了处理时间。

关键词：飞行计划;冲突检测;区域冲突检测

中图分类号：TP319 文献标识码：A

限制飞行区域是指依据空域管理需要预先划设空间区域，包括禁飞区、限制区、交战区等。一般情况下，空中航空器不应飞越该类区域，以避免不必要的误伤。限制飞行区域是一个立体三维空间区域，在某个高度层上为多边形或圆。

拟制民航飞行计划时，将预先规定航班的机型、起飞时间、起飞机场、降落时间、降落机场、沿途航路等内容。对民航飞行计划进行冲突检测后，将形成冲突检测结论。对于存在冲突的飞行计划，将进行冲突告警提示。经人工核对后，管制员可进一步协调与优化航路，以消除计划冲突。

1 冲突检测处理框架

当系统收到飞行计划时，将对民航飞行计划进行冲突检测，检测该飞行计划是否与区域、飞行计划存在飞行冲突。冲突检测处理具体步骤（图1）如下：

①区域冲突检測，检测飞行计划是否穿越限制飞行区域。

②当存在区域冲突时，告警提示操作员：“XXX计划与XXXX区域的冲突”，退出。

③飞行计划间冲突检测，检测该民航飞行计划与其他计划是否存在位置和时间冲突。

④当存在计划间冲突时，告警提示操作员：“XXX计划在XX航路段冲突”，退出。

⑤设置飞行计划状态，退出。

2 区域冲突检测

区域冲突检测主要检测民航飞行计划的航路是否穿越限制飞行区域。为了减少计算量，区域冲突检测分为两个步骤：区域冲突检测预处理和区域冲突精细化检测。通过区域冲突检测预处理，排除大量无关的限制飞行区域，输出疑似冲突区域;区域冲突精细化检测则是对疑似冲突的限制飞行区域，进一步精细化检测，精准形成区域冲突结论[1]。

2.1 区域冲突检测预处理

区域冲突检测预处理是依据飞行计划航路信息，采用解析方法计算与评估民航飞行计划是否穿越限制飞行区域情况。当飞行航路与限制飞行区域相交，可以确定该飞行计划存在区域冲突;当航路不与限制飞行区域相交时，则计算飞行航路距离限制飞行区域的最小距离，当最小距离小于某一门限值时，将该区域作为疑似冲突区域输出，软件将进一步进行区域冲突精细化检测。基于区域形状（多边形、圆形），冲突预处理应用不同解析方法进行计算，如下：

当民航飞行计划的各航路点坐标为（Xi，Yi），飞行高度为Zi，i为路点序号，范围是1～N（N为航路点总数）。

当限制飞行区域为圆形时，假定其高度范围为Z低界～Z高界，中心为（Xo，Yo）。如果存在一个i使得下列不等式成立时，裁定该飞行计划与限制飞行区域相交。因此，该飞行计划存在区域冲突。

基于飞行方案的检测方法能够精确化形成冲突评估结果，满足信息系统的实时要求。

4 结语

上述计算模型已应用于信息系统研制中。当存在冲突时，该模型能够准确地给出冲突时间段和冲突的航路段。实践表明，该计算模型对于解决飞行计划冲突预检测非常有效。在后续研究中，将进一步优化精细化检测计算方法，减少计算量，提高方法计算效率。

参考文献

[1] 庄青，席玉华.民航飞行计划集中处理系统建设现状和未来趋势[J].信息化研究，2019，45（5）：7-11.

[2] 蒋晓霜.空管自动化系统飞行计划航迹错相关问题研究[J].电声技术，2019，43（9）：77-80.

[3] 王平，成磊峰.一种飞行轨迹实时预测与监视告警的实现方法[J].计算机产品与流通，2019（1）：169-171.