空域的流控策略推荐方法、装置、电子设备及存储介质

摘要

本发明提供一种空域的流控策略推荐方法、装置、电子设备及存储介质，该方法包括：获取不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量；获取从空域外到达空域边界的航班流量；设定流控目的；获取运营规则；获取流控策略模板；设定流控策略推荐方式；根据流控目的和不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量、从空域外到达空域边界的航班流量以及各航班的飞行计划，基于流控策略模板确定满足运营规则和流控策略推荐方式的流控策略集合，实现对多空域信息互补，提升流控策略的推荐合理性。

权利要求

1.一种空域的流控策略推荐方法，其特征在于，包括：

获取不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量；

获取从空域外到达空域边界的航班流量；

设定流控目的，所述流控目的包括如下至少一种：提高空域航班起飞和降落总流量、保证空域安全性、提高航空运行的经济性；

获取运营规则；其中，所述运营规则包括如下至少一种：航路点的最大安全容量、航路段的最大安全容量、扇区的最大安全容量、从空域外到达空域边界的最大航班流量、航班飞行航线的可调整力度、空域拥堵与航班延误的关系、空域内机场航班起飞或降落耗时与优先规则；

获取流控策略模板，所述流控策略模板包括管制空域内的流控策略模板，或者管制空域外的流控策略模板；

设定流控策略推荐方式，所述流控策略推荐方式包括管制空域内的流控策略推荐方式，或管制空域外的流控策略推荐方式；

根据所述流控目的和不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量、从空域外到达空域边界的航班流量以及各航班的飞行计划，基于所述流控策略模板确定满足所述运营规则和流控策略推荐方式的流控策略集合；

在确定流控策略集合之后，还包括：

获取管制空域内初始化的流控策略和管制区域外初始化的流控策略，并基于初始化的管制空域内的流控策略和管制区域外的流控策略，确定各航班从空域外到达空域边界的航班流量；

基于前一次确定的航班流量和流控策略模板确定本次推荐的管制空域内的流控策略和管制区域外的流控策略，并基于本次推荐的管制空域内的流控策略和管制区域外的流控策略，确定本次执行的各航班从空域外到达空域边界的航班流量，直到确定的航班流量收敛。

2.根据权利要求1所述的空域的流控策略推荐方法，其特征在于，所述获取不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量，包括：获取预设时间段内的实际航班流量信息，所述实际航班流量信息包括不同气象下和不同场景下的流量信息；

根据所述实际航班流量信息确定场景与航路点、航路段和扇区的安全容量的对应关系，以及确定气象与扇区的安全容量的对应关系；

根据所述对应关系确定不同场景下的航路点、航路段和扇区的安全容量，以及不同气象下的扇区的安全容量。

3.根据权利要求1所述的空域的流控策略推荐方法，其特征在于，所述获取从空域外到达空域边界的航班流量，包括：获取航班运营数据和从空域外到达空域的边界点，所述航班运营数据为基于实时航班动态信息、气象信息、CDM航班信息表进行数据清洗获得；

根据所述航班运营数据确定各航班的起飞时刻，根据各航班的起飞时刻和从空域外到达空域的边界点确定从空域外到达空域的边界点的到达时刻；

根据各达到时刻确定从空域外到达空域边界的航班流量。

4.根据权利要求1所述的空域的流控策略推荐方法，其特征在于，所述方法还包括：给定待执行的流控策略；

基于待执行的流控策略，根据不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量、从空域外到达空域边界的航班流量以及各航班的飞行计划，确定满足所述运营规则的区域内机场实际起飞和落地的航班流量、区域内通过各条线路通过航路点的流量和区域内航班延误流量；

根据区域内机场实际起飞和落地的航班流量、区域内通过各条线路通过航路点的流量和区域内航班延误流量，确定待执行的流控策略适应于配置的评估指标的评估结果。

5.根据权利要求1所述的空域的流控策略推荐方法，其特征在于，所述管制空域内的流控策略推荐方式包括：对于空域或整体空域每天固定的流控策略，固定原有限制中的航路点或航路点与航路段的组合，使得流控策略限制的具体航班间隔在合理区间内可调控；

对于因为气象情况、军事活动临时添加的流控策略，固定原有限制中的航路点或航路点和航路段的组合，使得流控策略限制的具体时间段和航班间隔在合理区间内可调控；

基于流控评估结果导致空域拥堵，优化空域航班流量分配方式。

6.根据权利要求1所述的空域的流控策略推荐方法，其特征在于，所述管制空域外的流控策略推荐方式包括：对于空域或整体空域每天固定的流控策略，固定原有限制中的航路点或航路点与航路段的组合，使得流控策略限制的具体航班间隔在合理区间内可调控；

对于因为气象情况、军事活动临时添加的流控策略，固定原有限制中的航路点或航路点和航路段的组合，使得流控策略限制的具体时间段和航班间隔在合理区间内可调控。

7.一种空域的流控策略推荐装置，其特征在于，包括：

复盘分析模块，用于获取不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量；

飞行流量预测模块，用于获取从空域外到达空域边界的航班流量；

流控策略推荐模块，用于：

设定流控目的，所述流控目的包括如下至少一种：提高空域航班起飞和降落总流量、保证空域安全性、提高航空运行的经济性；

获取运营规则；其中，所述运营规则包括如下至少一种：航路点的最大安全容量、航路段的最大安全容量、扇区的最大安全容量、从空域外到达空域边界的最大航班流量、航班飞行航线的可调整力度、空域拥堵与航班延误的关系、空域内机场航班起飞或降落耗时与优先规则；

获取流控策略模板，所述流控策略模板包括管制空域内的流控策略模板，或者管制空域外的流控策略模板；

设定流控策略推荐方式，所述流控策略推荐方式包括管制空域内的流控策略推荐方式，或管制空域外的流控策略推荐方式；

根据所述流控目的和不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量、从空域外到达空域边界的航班流量以及各航班的飞行计划，基于所述流控策略模板确定满足所述运营规则和流控策略推荐方式的流控策略集合；

在确定流控策略集合之后，流控策略推荐模块还用于：

获取管制空域内初始化的流控策略和管制区域外初始化的流控策略，并基于初始化的管制空域内的流控策略和管制区域外的流控策略，确定各航班从空域外到达空域边界的航班流量；

基于前一次确定的航班流量和流控策略模板确定本次推荐的管制空域内的流控策略和管制区域外的流控策略，并基于本次推荐的管制空域内的流控策略和管制区域外的流控策略，确定本次执行的各航班从空域外到达空域边界的航班流量，直到确定的航班流量收敛。

8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在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程序时实现如权利要求1‑6任一项所述的空域的流控策略推荐方法的步骤。

9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1‑6任一项所述的空域的流控策略推荐方法的步骤。

说明书

空域的流控策略推荐方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

[0001] 本发明涉及航空控制技术领域，尤其涉及一种空域的流控策略推荐方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

[0002] 航空运输系统建设与完善对于推动经济全球化起到了至关重要的作用。在过去的几十年里，中国的航空网络不断扩大，航空保障能力不断提升，与此同时，越来越严重的航班延误问题和其给航空工业进一步发展带来的制约也越来越受到重视。一个综合考虑航班实际运营情况、气象情况、军事活动、航空管制等因素，与现有系统相适应，拓展性强，能够准确预测航班起飞时刻、航路点容量等内容，实现未来的空域网络状态评估，并推荐基于容流动态平衡的更科学、合理的流控策略的系统尤为重要。

[0003] 几十年来，学术界和业界对提升航空运输系统效率和安全性展开研究，建立并实现了多种基于复杂研究模型的系统。但是，现有系统在实用性和即时性上都不适用于中国的局部空域交通网络。

[0004] 第一，现有的研究大多研究洲际、国际或跨省的问题，而我国空中交通管理则会细致到一个省的数十个航路点和航路，其关注对象的细致程度和管理方式的复杂程度有很大区别。第二，我国空域广阔，已有模型对全局情况进行优化，但是受到规模与时效限制，在全局优化中嵌入所有局部优化几乎不可行，因此，建立一个针对局部空域管理系统是非常必要的。第三，空中交通管制系统复杂，近十年来信息技术的发展为我们提供了更多信息和工具，但是却缺少一个能够整合多源信息并最大化挖掘其价值，兼具动态预测、网络评估和流控策略推荐功能的可拓展系统。

发明内容

[0005] 针对现有技术存在的问题，本发明提供一种空域的流控策略推荐方法、装置、电子设备及存储介质。

[0006] 本发明提供一种空域的流控策略推荐方法，包括：

[0007] 获取不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量；

[0008] 获取从空域外到达空域边界的航班流量；

[0009] 设定流控目的，所述流控目的包括如下至少一种：提高空域航班起飞和降落总流量、保证空域安全性、提高航空运行的经济性；

[0010] 获取运营规则；其中，所述运营规则包括如下至少一种：航路点的最大安全容量、航路段的最大安全容量、扇区的最大安全容量、从空域外到达空域边界的最大航班流量、航班飞行航线的可调整力度、空域拥堵与航班延误的关系、空域内机场航班起飞或降落耗时与优先规则；

[0011] 获取流控策略模板，所述流控策略模板包括管制空域内的流控策略模板，或者管制空域外的流控策略模板；

[0012] 设定流控策略推荐方式，所述流控策略推荐方式包括管制空域内的流控策略推荐方式，或管制空域外的流控策略推荐方式；

[0013] 根据所述流控目的和不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量、从空域外到达空域边界的航班流量以及各航班的飞行计划，基于所述流控策略模板确定满足所述运营规则和流控策略推荐方式的流控策略集合。

[0014] 根据本发明提供的一种空域的流控策略推荐方法，所述获取不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量，包括：

[0015] 获取预设时间段内的实际航班流量信息，所述实际航班流量信息包括不同气象下和不同场景下的流量信息；

[0016] 根据所述实际航班流量信息确定场景与航路点、航路段和扇区的安全容量的对应关系，以及确定气象与扇区的安全容量的对应关系；

[0017] 根据所述对应关系确定不同场景下的航路点、航路段和扇区的安全容量，以及不同气象下的扇区的安全容量。

[0018] 根据本发明提供的一种空域的流控推荐方法，所述获取从空域外到达空域边界的航班流量，包括：

[0019] 获取航班运营数据和各航班从空域外到达空域的边界点，所述航班运营数据为基于实时航班动态信息、气象信息、CDM航班信息表进行数据清洗获得；

[0020] 根据所述航班运营数据确定各航班的起飞时刻，根据各航班的起飞时刻和从空域外到达空域的边界点确定各航班从空域外到达空域的边界点的到达时刻；

[0021] 根据各达到时刻确定从空域外到达空域边界的航班流量。

[0022] 根据本发明提供的一种空域的流控策略推荐方法，所述方法还包括：

[0023] 给定待执行的流控策略；

[0024] 基于待执行的流控策略，根据不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量、从空域外到达空域边界的航班流量以及各航班的飞行计划，确定满足所述运营规则的区域内机场实际起飞和落地的航班流量、区域内通过各条线路通过航路点的流量和区域内航班延误流量；

[0025] 根据区域内机场实际起飞和落地的航班流量、区域内通过各条线路通过航路点的流量和区域内航班延误流量，确定待执行的流控策略适应于配置的评估指标的评估结果。

[0026] 根据本发明提供的一种空域的流控策略推荐方法，所述管制空域内的流控策略推荐方式包括：

[0027] 对于空域或整体空域每天固定的流控策略，固定原有限制中的航路点或航路点与航路段的组合，使得流控策略限制的具体航班间隔在合理区间内可调控；

[0028] 对于因为气象情况、军事活动等临时添加的流控策略，固定原有限制中的航路点或航路点和航路段的组合，使得流控策略限制的具体时间段和航班间隔在合理区间内可调控；

[0029] 基于流控评估结果导致空域拥堵，优化空域航班流量分配方式。

[0030] 根据本发明提供的一种空域的流控策略推荐方法，所述管制空域外的流控策略推荐方式包括：

[0031] 对于空域或整体空域每天固定的流控策略，固定原有限制中的航路点或航路点与航路段的组合，使得流控策略限制的具体航班间隔在合理区间内可调控；

[0032] 对于因为气象情况、军事活动等临时添加的流控策略，固定原有限制中的航路点或航路点和航路段的组合，使得流控策略限制的具体时间段和航班间隔在合理区间内可调控。

[0033] 根据本发明提供的一种空域的流控策略推荐方法，在确定流控策略集合之后，还包括：

[0034] 获取管制空域内初始化的流控策略和管制区域外初始化的流控策略，并基于初始化的管制空域内的流控策略和管制区域外的流控策略，确定各航班从空域外到达空域边界的航班流量；

[0035] 基于前一次确定的航班流量和流控策略模板确定本次推荐的管制空域内的流控策略和管制区域外的流控策略，并基于本次推荐的管制空域内的流控策略和管制区域外的流控策略，确定本次执行的各航班从空域外到达空域边界的航班流量，直到确定的航班流量收敛。

[0036] 本发明还提供一种空域的流控策略推荐装置，包括：

[0037] 复盘分析模块，用于获取不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量；

[0038] 飞行流量预测模块，用于获取从空域外到达空域边界的航班流量；

[0039] 流控策略推荐模块，用于：

[0040] 设定流控目的，所述流控目的包括如下至少一种：提高空域航班起飞和降落总流量、保证空域安全性、提高航空运行的经济性；

[0041] 获取运营规则；其中，所述运营规则包括如下至少一种：航路点的最大安全容量、航路段的最大安全容量、扇区的最大安全容量、从空域外到达空域边界的最大航班流量、航班飞行航线的可调整力度、空域拥堵与航班延误的关系、空域内机场航班起飞或降落耗时与优先规则；

[0042] 获取流控策略模板，所述流控策略模板包括管制空域内的流控策略模板，或者管制空域外的流控策略模板；

[0043] 设定流控策略推荐方式，所述流控策略推荐方式包括管制空域内的流控策略推荐方式，或管制空域外的流控策略推荐方式；

[0044] 根据所述流控目的和不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量、从空域外到达空域边界的航班流量以及各航班的飞行计划，基于所述流控策略模板确定满足所述运营规则和流控策略推荐方式的流控策略集合。

[0045] 本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述空域的流控策略推荐方法的步骤。

[0046] 本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述空域的流控策略推荐方法的步骤。

[0047] 本发明提供的空域的流控策略推荐方法、装置、电子设备及存储介质，通过基于不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量，以及从空域外到达空域边界的航班流量，在基于流控策略模板的可调作用下，确定满足运营规则和流控策略推荐方式的流控策略集合，实现对多空域信息互补，提升流控的推荐合理性。

附图说明

[0048] 为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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获得其他的附图。

[0049] 图1是本发明提供的空域的流控策略推荐方法的流程示意图；

[0050] 图2是本发明提供的空域的流控策略推荐装置的结构示意图；

[0051] 图3是本发明提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

[0052] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

[0053] 下面结合图1‑图3描述本发明提供的空域的流控策略推荐方法、装置、电子设备及存储介质。

[0054] 图1示出了本发明提供的空域的流控策略推荐方法的流程示意图，该方法主要适用于对局部空域的流控管理，该局部空域为某个国家或地区整体空域内的局部。例如一个省的上空、相邻省的上空或某个局部地区(如华北地区、东南地区等)的上空。为此，该方法后续陈述的空域为局部空域，参见图1，该方法包括以下步骤：

[0055] 11、获取不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量；以及获取从空域外到达空域边界的航班流量；

[0056] 12、设定流控目的，流控目的包括如下至少一种：提高空域航班起飞和降落总流量、保证空域安全性、提高航空运行的经济性；

[0057] 13、获取运营规则；其中，运营规则包括如下至少一种：航路点的最大安全容量、航路段的最大安全容量、扇区的最大安全容量、从空域外到达空域边界的最大航班流量、航班飞行航线的可调整力度、空域拥堵与航班延误的关系、空域内机场航班起飞或降落耗时与优先规则；

[0058] 14、获取流控策略模板，流控策略模板包括管制空域内的流控策略模板，或者管制空域外的流控策略模板；

[0059] 15、设定流控策略推荐方式，流控策略推荐方式包括管制空域内的流控策略推荐方式，或管制空域外的流控策略推荐方式；

[0060] 16、根据流控目的和不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量、从空域外到达空域边界的航班流量以及各航班的飞行计划，基于流控策略模板确定满足运营规则和流控策略推荐方式的流控策略集合。

[0061] 针对步骤11‑步骤16，需要说明的是，在本发明中，空域是航空飞机飞行的环境。在空域中为各航班配置航路。航路为走廊式保护空域，为立体空间结构。在航路上存在航路点、航路段、扇区。在航路上分布有多个航路点。航路点是空域中一些比较关键的位置点。航路点与航路点之间或机场与航路点之间形成一个航路段。多个航路段首尾相连形成航路。根据流量和航路点航线分布，以及冲突分布，将空域划分为各扇区。

[0062] 在本发明中，不同的场景(如军事活动、自然灾难等)会影响到各航班的航行计划。为此，需要获取不同场景下的航路点、航路段、扇区的安全容量。同样的，不同的气象(如暴雨、降雪等)也会影响到各航班的航行计划。为此，需要获取不同气象下的航路点、航路段、扇区的安全容量。

[0063] 在本发明中，空域内的航班起飞向空域外飞出，空域外的航班向空域内飞进降落。为此，要获取各航班从空域外到达空域边界的航班流量。

[0064] 在本发明中，对各航班在空域中的流量进行控制，视为流控。在流控过程中，需要按照配置的流控策略去控制。不同的流控策略，对空域中流量的控制效果不同。为此，需要将优化的流控策略进行推荐。

[0065] 在本发明中，基于不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量，以及各航班从空域外到达空域边界的航班流量，在基于流控策略模板的可调作用下，确定满足运营规则和流控策略推荐方式的流控策略集合。

[0066] 该运营规则和流控策略推荐方式均是对航班进行流控限制的条件。在本发明中，该运营规则包括如下至少一种：航路点的最大安全容量、航路段的最大安全容量、扇区的最大安全容量、从空域外到达空域边界的最大航班流量、航班飞行航线的可调整力度、空域拥堵与航班延误的关系、空域内机场航班起飞或降落耗时与优先规则。

[0067] 由于每个空域的流控，主要是对该空域内航班进行流控策略的配置，但空域外的航班需要飞进空域内。空域外的航班的控制依据对应空域的流控策略(即空域外的流控策略)。为此，空域内的流控策略和空域外的流控策略存在相互影响。

[0068] 为此，该流控策略推荐方式包括管制空域内的流控策略推荐方式，或管制空域外的流控策略推荐方式。

[0069] 在本发明中，流控策略模板是在流控过程中的流量控制条件的可调范围。基于该可调范围，结合上述获取到的安全容量、航班流量进行有效的调节，从而得到优化后的流控策略。

[0070] 进一步的说明，管制空域内的流控策略推荐方式包括：

[0071] 对于空域或整体空域每天固定的流控策略，固定原有限制中的航路点或航路点与航路段的组合，使得流控策略限制的具体航班间隔在合理区间内可调控；

[0072] 对于因为气象情况、军事活动等临时添加的流控策略，固定原有限制中的航路点或航路点和航路段的组合，使得流控策略限制的具体时间段和航班间隔在合理区间内可调控；

[0073] 基于流控评估结果导致空域拥堵，优化空域航班流量分配方式。

[0074] 另外，管制空域外的流控策略推荐方式包括：

[0075] 对于空域或整体空域每天固定的流控策略，固定原有限制中的航路点或航路点与航路段的组合，使得流控策略限制的具体航班间隔在合理区间内可调控；

[0076] 对于因为气象情况、军事活动等临时添加的流控策略，固定原有限制中的航路点或航路点和航路段的组合，使得流控策略限制的具体时间段和航班间隔在合理区间内可调控。

[0077] 在本发明中，可建立流控策略推荐的基于数学规划的跨期流量调控策略优化模型的仿真模型，该仿真模型为线性规划模型。在流控策略推荐过程中，以不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量，各航班从空域外到达空域边界的航班流量，还以及能够采集到的航班飞行计划作为模型的输入，然后从流控目的进行规划，基于流控策略模板确定满足运营规则和流控策略推荐方式的流控策略集合并输出。

[0078] 该流控策略集合中可为单独的流控策略，也可以为组合式的流控策略。

[0079] 该模型可在多个阶段使用，如以历史阶段为背景，可以分析空域负荷与能力，发现系统瓶颈和提升空间，优化空域整体管理策略；以未来阶段为背景，推荐管理策略，获得更理想的空域运行情况；以虚拟情景为背景，辅助管制员理解空域运行机制。

[0080] 本发明提供的空域的流控策略推荐方法，通过基于不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量，以及各航班从空域外到达空域边界的航班流量，在基于流控策略模板的可调作用下，确定满足运营规则和流控策略推荐方式的流控策略集合，实现对多空域信息互补，提升流控的推荐合理性。

[0081] 在上述方法的进一步说明中，主要是对获取不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量的处理过程进行解释说明，具体如下：

[0082] 获取预设时间段内的实际航班流量信息，实际航班流量信息包括不同气象下和不同场景下的流量信息；

[0083] 根据实际航班流量信息确定场景与航路点、航路段和扇区的安全容量的对应关系，以及确定气象与扇区的安全容量的对应关系；

[0084] 根据对应关系确定不同场景下的航路点、航路段和扇区的安全容量，以及不同气象下的扇区的安全容量。

[0085] 对此，需要说明的是，在本发明中，指定一个时间段或一组时间段(例如：小时、日、周、月、季度等)，获取该时间段内的实际航班流量信息。该实际航班流量信息包括不同气象下和不同场景下的流量信息。也就是说获取不同气象下和不同场景下航路点通过率、航路段飞机数、扇区飞机数等流量信息。

[0086] 然后对实际航班流量信息进行分析，以确定场景与航路点、航路段和扇区的安全容量的对应关系，以及确定气象与扇区的安全容量的对应关系。

[0087] 通过该对应关系，当获得当前航行情况属于何种场景或何种气象时，可参考该对应关系确定不同场景下的航路点、航路段和扇区的安全容量，以及不同气象下的扇区的安全容量。

[0088] 更为具体的是，对不同场景下的航路点、航路段、扇区的安全容量的分析，可利用机器学习方法，尤其是聚类方法，对历史上不同场景下的流量信息等进行分析，找到典型场景下的分析模型，该模型建立场景与航路点、航路段和扇区的安全容量的对应关系。

[0089] 该模型还能预测未来一段时间内某场景发生的概率，对于拥堵发生可能性较大等状况进行预警。

[0090] 对不同气象下的航路点、航路段、扇区的安全容量的分析，通过获取一段时间内的天气预报或者气象雷达图，评估航路点、扇区安全容量。航路点容量评估：使用分位数回归模型，因变量为某航路点的流量，自变量为区域内雷达回波强度超过30dBZ(阈值可能会根据月份进行调整)的像素点数的占比，自变量基本上可以代表该区域的降雨概率。假设某一降雨概率下，流量的99％分位数可以作为该条件下该航路点的容量，通过寻找流量的99％分位数和降雨概率之间的线性关系，可以得出任一降雨概率下，该航路点的安全容量。扇区容量评估：总结出几个典型场景下的天气雷达图，分别给出不同天气下的扇区容量，对天气因子和扇区容量进行线性回归，根据回归的结果，可以得出不同天气情况下该扇区的安全容量。

[0091] 在上述方法的进一步说明中，主要是对获取各航班从空域外到达空域边界的航班流量的处理过程进行解释说明，具体如下：

[0092] 获取航班运营数据和各航班从空域外到达空域的边界点，航班运营数据为基于实时航班动态信息、气象信息、CDM航班信息表进行数据清洗获得；

[0093] 根据航班运营数据确定各航班的起飞时刻，根据各航班的起飞时刻和各航班从空域外到达空域的边界点确定各航班从空域外到达空域的边界点的到达时刻；

[0094] 根据各达到时刻确定各航班从空域外到达空域边界的航班流量。

[0095] 对此，需要说明的是，在本发明中，要确定从空域外到达空域边界的航班流量，需要确定从空域外到达空域的边界点。只有航班飞机到达该边界点，则将该航班飞机记为流量之中。为此，获取航班运营数据，该航班运营数据为基于实时航班动态信息、气象信息、CDM航班信息表进行数据清洗获得。

[0096] 根据航班运营数据确定各航班的起飞时刻，根据各航班的起飞时刻可以预测到各航班从空域外到达空域的边界点的到达时刻，然后将各达到时刻转化为航班流量。

[0097] 更为具体的是，从实时航班动态信息、气象信息、CDM航班信息表进行清洗数据，得到航班运营数据。

[0098] 初步处理CDM表：筛选出发机场到目标机场的航班记录，所有CDM时刻转化为北京时间。利用自然语言处理技术将流控限制的文本指令结构化映射为限制时间，对限制航路点和限制原因去重。从STOD中提取日期，和航班号共同组成主键。根据唯一的主键，提取STOD、STOA、ATOT、ALDT等航班基本信息，生成临时的航班信息表。

[0099] 处理航班动态表：筛选出发机场到目标机场的正常运行航班记录，把IATA编码的航空公司转化为ICAO，提取当日计划起飞时间的日期，与航班号共同组成主键。合并航班动态表和来自CDM的临时航班信息表，补充飞机信息。

[0100] 深度清洗CDM表：删去没有在航班信息表里出现的航班的CDM记录，删去CTOT前后两次计算结果相同的重复记录，删去结果插入时间晚于航班实际起飞时间的记录。

[0101] 处理机场天气表：根据航班信息表，获取任意机场囊括的天气日期范围。合并月度的天气表，用机场和日期作为筛选条件过滤，所有时间转化为北京时区。以插入时间作为主键，删去重复记录。清洗天气特征，主要包括删去异常值和填补缺失值。利用天气编码表对恶劣天气记录进行解析和分类。

[0102] 提取和集成与航班延误有关的特征：对于任意机场，根据航班号和日期作为主键，合并CDM表和航班信息表。以STOD为基准统一其他CDM计算时刻的度量，对缺失数据进行填充。寻找出发机场和到达机场各自离STOD和STOA最近的天气记录，并行拼接两个机场的天气特征。最后，将类型变量转化为哑变量。

[0103] 建立航班起飞时间预测模型：通过机器学习和深度学习方法(如梯度提升回归树、支持向量机、人工神经网络等)，建立全国机场航班实际起飞时刻的预测模型。预测模型在训练期间会自动寻找最优的超参数，然后完成序列化存储到本地系统，以供实际运行时调用。预测模块将自动根据历史模型表现选择最优的预测方法，提供未起飞航班的预测起飞时间。对于已经起飞的航班，则直接获取其实际起飞时刻。其中，未起飞航班的预测模型是本框架的核心部分。最后综合两种情况，在当日预测系统的界面上实时更新所有机场航班的预测或实际起飞时刻。

[0104] 测航班航行时间和到达空域边界点流量：

[0105] 获取各出发航班到目标机场所在空域的边界点，可以从当日飞行计划报直接获取，或者根据历史航班的空域边界点概率分布做估计。

[0106] 利用航路方向附近的气象图像数据和沿线航路点流量数据，分析和预测空域外航班从起飞到空域边界的航行时间。结合之前的航班起飞时刻预测模块，预测空域外起飞的航班，从各方向到达目标空域边界点的实际时刻。

[0107] 最后给定某个统计时间窗口，将航班预测过边界时刻转化为边界点流量，实现对空域边界拥堵时段的预警功能。

[0108] 在上述方法的进一步说明中，主要是对流程策略在流控过程中的评估过程的解释说明，具体如下：

[0109] 给定待执行的流控策略。该待执行的流控策略可为流控策略集合中的一个策略或一组策略，也可为随意指定的流控策略。

[0110] 基于待执行的流控策略，根据不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量、各航班从空域外到达空域边界的航班流量以及各航班的飞行计划，确定满足运营规则的区域内机场实际起飞和落地的航班流量、区域内通过各条线路通过航路点的流量和区域内航班延误流量；

[0111] 根据区域内机场实际起飞和落地的航班流量、区域内通过各条线路通过航路点的流量和区域内航班延误流量，确定待执行的流控策略适应于配置的评估指标的评估结果。

[0112] 对此，需要说明的是，在本发明中，可建立流控策略评估的基于数学规划的跨期流量优化模型的仿真模型，该仿真模型为线性规划模型。在这里，要说明的是，上述提及到的用于流控策略推荐的基于数学规划的跨期流量调控策略优化模型的仿真模型，是基于“数学规划的跨期流量优化模型的仿真模型”为基础，将输入到模型中的待执行的流控策略加入决策信息，以推荐更高效的流控策略为目的的模型。

[0113] 在流控策略评估过程中，以不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量，各航班从空域外到达空域边界的航班流量，还以及能够采集到的航班飞行计划作为模型的输入，然后基于待执行的流控策略确定满足运营规则的区域内机场实际起飞和落地的航班流量、区域内通过各条线路通过航路点的流量和区域内航班延误流量，然后根据区域内机场实际起飞和落地的航班流量、区域内通过各条线路通过航路点的流量和区域内航班延误流量，确定待执行的流控策略适应于配置的评估指标的评估结果并输出。

[0114] 另外，在本发明中，基于运营规则的进一步具体化和建模的进一步精细化的需要，如按比例限制不同方向起飞和降落航班流量、机场建模(可通过将非线性预测函数加入规划模型作为约束实现)等，可将仿真模型调整为非线性模型，并利用非线性约束线性化、模型松弛等方法求解，确定待执行的流控策略适应于配置的评估指标的评估结果并输出。

[0115] 在本发明中，更为具体的解释说明，可制定待执行的流控策略的若干评估指标，对每项评估指标给予不同的权重，其中某项评估指标也可细分为若干个指标并分别给予不同权重，例如：为了保证网络安全性，要求空域或空域内机场以调速或盘旋等方式等待的航班尽可能地少；因为在空域等待的安全成本远高于在空域内机场等待的安全成本，可给予两者不同的权重。基于不同评估指标和各指标对应的权重，得到评估结果。

[0116] 该仿真模型可以仿真各种场景或各种气象，然后对待执行的流控策略进行配置的评估指标的评估结果并输出。

[0117] 例如在不同场景下和不同气象下，可以根据运营规则对航班起飞和降落顺序进行重现，对不同航线、不同方向或不同起飞、降落机场(组)的航班流量和延误情况进行评估，并对以上评估结果进行可视化呈现。

[0118] 例如已知未来一段时间气象、军事活动情况等不同情景的可能性时，可向仿真模型引入随机因素，利用随机优化、鲁棒优化等方法，获得未来空域运行情况评估结果并输出。

[0119] 在上述方法的进一步说明中，主要是对在确定流控策略集合之后，对流控策略的优化处理的解释说明，具体如下：

[0120] 获取管制空域内初始化的流控策略和管制区域外初始化的流控策略，并基于初始化的管制空域内的流控策略和管制区域外的流控策略，确定各航班从空域外到达空域边界的航班流量；

[0121] 基于前一次确定的航班流量和流控策略模板确定本次推荐的管制空域内的流控策略和管制区域外的流控策略，并基于本次推荐的管制空域内的流控策略和管制区域外的流控策略，确定本次执行的各航班从空域外到达空域边界的航班流量，直到确定的航班流量收敛。

[0122] 对此，需要说明的是，在本发明中，第一步，给定初始化的对于管制员管制空域外起飞航班的流控策略和对于管制员管制空域内起飞航班的流控策略，利用上述获取边界的航班信息的分析模型，获得从局部空域外到达局部空域边界点的流量；第二步，将该流量输入流控策略推荐模型中，获得推荐的对于管制员管制空域外起飞航班的推荐的流控策略和对于管制员管制空域内起飞航班的推荐的流控策略；第三步，将对于管制员管制空域外起飞航班的推荐的流控策略和对于管制员管制空域内起飞航班的推荐的流控策略，利用上述获取边界的航班信息的分析模型，获得从局部空域外到达局部空域边界点的流量。迭代第二步和第三步，直至从局部空域外到达局部空域边界点的航班流量预测结果收敛。

[0123] 下面对本发明提供的空域的流控策略推荐装置进行描述，下文描述的空域的流控策略推荐装置与上文描述的空域的流控策略推荐方法可相互对应参照。

[0124] 图2示出了本发明提供的一种空域的流控策略推荐装置的结构示意图，参见图2，该装置包括复盘分析模块21、飞行流量预测模块22和流控策略推荐模块23，其中：

[0125] 复盘分析模块21，用于获取不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量；

[0126] 飞行流量预测模块22，用于获取从空域外到达空域边界的航班流量；

[0127] 流控策略推荐模块23，用于：

[0128] 设定流控目的，所述流控目的包括如下至少一种：提高空域航班起飞和降落总流量、保证空域安全性、提高航空运行的经济性；

[0129] 获取运营规则；其中，所述运营规则包括如下至少一种：航路点的最大安全容量、航路段的最大安全容量、扇区的最大安全容量、从空域外到达空域边界的最大航班流量、航班飞行航线的可调整力度、空域拥堵与航班延误的关系、空域内机场航班起飞或降落耗时与优先规则；

[0130] 获取流控策略模板，所述流控策略模板包括管制空域内的流控策略模板，或者管制空域外的流控策略模板；

[0131] 设定流控策略推荐方式，所述流控策略推荐方式包括管制空域内的流控策略推荐方式，或管制空域外的流控策略推荐方式；

[0132] 根据所述流控目的和不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量、从空域外到达空域边界的航班流量以及各航班的飞行计划，基于所述流控策略模板确定满足所述运营规则和流控策略推荐方式的流控策略集合。

[0133] 在上述装置的进一步说明中，所述复盘分析模块在获取不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量的处理过程中，具体用于：

[0134] 获取预设时间段内的实际航班流量信息，所述实际航班流量信息包括不同气象下和不同场景下的流量信息；

[0135] 根据所述实际航班流量信息确定场景与航路点、航路段和扇区的安全容量的对应关系，以及确定气象与扇区的安全容量的对应关系；

[0136] 根据所述对应关系确定不同场景下的航路点、航路段和扇区的安全容量，以及不同气象下的扇区的安全容量。

[0137] 在上述装置的进一步说明中，所述飞行流量预测模块在获取各航班从空域外到达空域边界的航班流量的处理过程中，具体用于：

[0138] 获取航班运营数据和从空域外到达空域的边界点，所述航班运营数据为基于实时航班动态信息、气象信息、CDM航班信息表进行数据清洗获得；

[0139] 根据所述航班运营数据确定各航班的起飞时刻，根据各航班的起飞时刻和从空域外到达空域的边界点确定各航班从空域外到达空域的边界点的到达时刻；

[0140] 根据各达到时刻确定从空域外到达空域边界的航班流量。

[0141] 在上述装置的进一步说明中，所述装置还包括空域内流控策略评估模块，该模块用于：

[0142] 给定待执行的流控策略；

[0143] 基于待执行的流控策略，根据不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量、从空域外到达空域边界的航班流量以及各航班的飞行计划，确定满足所述运营规则的区域内机场实际起飞和落地的航班流量、区域内通过各条线路通过航路点的流量和区域内航班延误流量；

[0144] 根据区域内机场实际起飞和落地的航班流量、区域内通过各条线路通过航路点的流量和区域内航班延误流量，确定待执行的流控策略适应于配置的评估指标的评估结果。

[0145] 在上述装置的进一步说明中，所述管制空域内的流控策略推荐方式包括：

[0146] 对于空域或整体空域每天固定的流控策略，固定原有限制中的航路点或航路点与航路段的组合，使得流控策略限制的具体航班间隔在合理区间内可调控；

[0147] 对于因为气象情况、军事活动等临时添加的流控策略，固定原有限制中的航路点或航路点和航路段的组合，使得流控策略限制的具体时间段和航班间隔在合理区间内可调控；

[0148] 基于流控评估结果导致空域拥堵，优化空域航班流量分配方式。

[0149] 在上述装置的进一步说明中，所述管制空域外的流控策略推荐方式包括：

[0150] 对于空域或整体空域每天固定的流控策略，固定原有限制中的航路点或航路点与航路段的组合，使得流控策略限制的具体航班间隔在合理区间内可调控；

[0151] 对于因为气象情况、军事活动等临时添加的流控策略，固定原有限制中的航路点或航路点和航路段的组合，使得流控策略限制的具体时间段和航班间隔在合理区间内可调控。

[0152] 在上述装置的进一步说明中，在确定流控策略集合之后，流控策略推荐模块还用于：

[0153] 获取管制空域内初始化的流控策略和管制区域外初始化的流控策略，并基于初始化的管制空域内的流控策略和管制区域外的流控策略，确定各航班从空域外到达空域边界的航班流量；

[0154] 基于前一次确定的航班流量和流控策略模板确定本次推荐的管制空域内的流控策略和管制区域外的流控策略，并基于本次推荐的管制空域内的流控策略和管制区域外的流控策略，确定本次执行的各航班从空域外到达空域边界的航班流量，直到确定的航班流量收敛。

[0155] 由于本发明实施例所述装置与上述实施例所述方法的原理相同，对于更加详细的解释内容在此不再赘述。

[0156] 需要说明的是，本发明实施例中可以通过硬件处理器(hardware processor)来实现相关功能模块。

[0157] 本发明提供的空域的流控策略推荐装置，通过基于不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量，以及各航班从空域外到达空域边界的航班流量，在基于流控策略模板的可调作用下，确定满足运营规则和流控策略推荐方式的流控策略集合，实现对多空域信息互补，提升流控的推荐合理性。

[0158] 图3示出了一种电子设备的实体结构示意图，如图3所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)31、通信接口(Communications Interface)32、存储器(memory)33和通信总线34，其中，处理器31，通信接口32，存储器33通过通信总线34完成相互间的通信。处理器31可以调用存储器33中的逻辑指令，以执行空域的流控策略推荐方法，该方法包括：获取不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量；获取从空域外到达空域边界的航班流量；设定流控目的，所述流控目的包括如下至少一种：提高空域航班起飞和降落总流量、保证空域安全性、提高航空运行的经济性；获取运营规则；其中，所述运营规则包括如下至少一种：航路点的最大安全容量、航路段的最大安全容量、扇区的最大安全容量、从空域外到达空域边界的最大航班流量、航班飞行航线的可调整力度、空域拥堵与航班延误的关系、空域内机场航班起飞或降落耗时与优先规则；获取流控策略模板，所述流控策略模板包括管制空域内的流控策略模板，或者管制空域外的流控策略模板；设定流控策略推荐方式，所述流控策略推荐方式包括管制空域内的流控策略推荐方式，或管制空域外的流控策略推荐方式；根据所述流控目的和不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量、从空域外到达空域边界的航班流量以及各航班的飞行计划，基于所述流控策略模板确定满足所述运营规则和流控策略推荐方式的流控策略集合。

[0159] 此外，上述的存储器33中的逻辑指令可以通过软件功能单元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。

[0160] 另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的空域的流控策略推荐方法，该方法包括：获取不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量；获取从空域外到达空域边界的航班流量；设定流控目的，所述流控目的包括如下至少一种：提高空域航班起飞和降落总流量、保证空域安全性、提高航空运行的经济性；获取运营规则；其中，所述运营规则包括如下至少一种：航路点的最大安全容量、航路段的最大安全容量、扇区的最大安全容量、从空域外到达空域边界的最大航班流量、航班飞行航线的可调整力度、空域拥堵与航班延误的关系、空域内机场航班起飞或降落耗时与优先规则；获取流控策略模板，所述流控策略模板包括管制空域内的流控策略模板，或者管制空域外的流控策略模板；设定流控策略推荐方式，所述流控策略推荐方式包括管制空域内的流控策略推荐方式，或管制空域外的流控策略推荐方式；根据所述流控目的和不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量、从空域外到达空域边界的航班流量以及各航班的飞行计划，基于所述流控策略模板确定满足所述运营规则和流控策略推荐方式的流控策略集合。

[0161] 又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的空域的流控策略推荐方法，该方法包括：获取不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量；获取从空域外到达空域边界的航班流量；设定流控目的，所述流控目的包括如下至少一种：提高空域航班起飞和降落总流量、保证空域安全性、提高航空运行的经济性；获取运营规则；其中，所述运营规则包括如下至少一种：航路点的最大安全容量、航路段的最大安全容量、扇区的最大安全容量、从空域外到达空域边界的最大航班流量、航班飞行航线的可调整力度、空域拥堵与航班延误的关系、空域内机场航班起飞或降落耗时与优先规则；获取流控策略模板，所述流控策略模板包括管制空域内的流控策略模板，或者管制空域外的流控策略模板；设定流控策略推荐方式，所述流控策略推荐方式包括管制空域内的流控策略推荐方式，或管制空域外的流控策略推荐方式；根据所述流控目的和不同场景和不同天气下的航路点、航路段、扇区的安全容量、从空域外到达空域边界的航班流量以及各航班的飞行计划，基于所述流控策略模板确定满足所述运营规则和流控策略推荐方式的流控策略集合。

[0162] 以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

[0163] 通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

[0164] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。