一种基于利用低空空域开展高效货物运输活动的方法

摘要

本发明公开了一种基于利用低空空域开展高效货物运输活动的方法，它包括以下步骤：步骤1：在低空空域内建立基于航空器运行轨迹的运行管理系统，以评估模拟器所生成的4D轨迹模型来作为制定计划和系统运行的基础。有益效果在于：本发明不仅能够实现低空空域内资源的充分利用，便于及时预测并解决航空器在飞行运输过程中所存在的低空空域资源使用矛盾，实时优化航空器的运行轨迹，避免天气因素的影响，实现货物的高效转运，同时能够实现低空空域内机场空间的充分利用，提高机场的起降容量，而且通过航空器在航行过程中的双模式控制操作，能够有效避免因人为驾驶失误而引发的安全隐患，确保航空器的顺利航行。

说明书

技术领域

本发明涉及到低空空域货物运输领域，尤其涉及一种基于利用低空空域开展高效货物运输活动的方法。

背景技术

低空空域指的是1000米以下的飞行区域。在2009年的全国低空空域管理改革研讨会上，有关方面提出将3000米以下的空域分为3类：管制空域、监视空域、报告空域。从2013年起，航空管制放松，低空空域开放将在全国铺开，湖北等中南地区5省37片空域将开放。放开低空领域对整个国家的经济，尤其是“大交通”系统的发展和确立有着重要的意义。而随着货物运输行业的飞速发展，低空空域货物运输方式的应用也越来越广泛。

然而目前在低空空域内运输货物时，由于各段低空空域内的交通管制方式不尽相同，而航空器在低空空域内运输货物时需要经不同段低空空域管制部门的批准才可继续需航行，导致航空器的通行过程较为繁琐，不利于低空空域内资源的充分利用，大大降低了低空空域内矛盾的解决效率，同时不便于航空器的高效飞行，且航空器在飞行过程中的航行轨迹容易受天气影响而发生延迟，同时由于航空器在飞行过程中主要通过人工来进行操作控制，容易使得航空器在飞行运输过程中因人为操作失误而引发安全隐患，大大降低货物的运输效率，此外，低空空域内的各机场在使用时常会因跑道占用时间较长、尾流探测不精准等因素造成机场的起升容量较低，不便于机场高效利用。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于利用低空空域开展高效货物运输活动的方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种基于利用低空空域开展高效货物运输活动的方法，它包括以下步骤：

步骤1：在低空空域内建立基于航空器运行轨迹的运行管理系统

以评估模拟器所生成的4D轨迹模型来作为制定计划和系统运行的基础，计划中的各种轨迹会在参与者之间共享，自动管理系统将实时的分析、调整这些轨迹；在特定的框架之内，空域结构的调整是动态进行的，将整个低空空域视为一种资源来划分和调配，以满足不同客户的运行，同时安全和环境的需求也能够得到满足；此外评估模拟器可以根据低空空域系统用户的需求虚拟出相应的4D轨迹，这些轨迹能够与低空空域系统的容量相互重合，以相互协调；这样用户可以及时的预测到将会发生的资源竞争，并参与问题解决环节，而空中交通服务提供者可以利用该评估模拟器来调整低空空域，并相应的配置服务来满足不断变化的客户需求；空中交通管理部门将以已公布的规章制度为基础，提供最终解决方案，以便解决客户件无法协调的空域资源使用矛盾；

步骤2：在低空空域内建立以飞行性能为基础的服务系统

以飞行性能为基础的服务系统可以提供多层次的服务模式，允许管理部门制定规章时不再以地面设施而是以飞行性能为基础，多次层的服务模式可以向更广泛的用户提供服务并且适应每个客户的不同要求；

步骤3：在低空空域内建立网络化的信息共享系统

在信息共享系统系统内，每一架货物运输机都是整个信息网的一个节点，不断的接收、传递这信息，这些数据将自动传递给预定这类数据的用户，也可以由没有预定它们的用户主动索取；数据的提供者将会确保数据的安全性，以满足保安、安全以及隐私方面的要求；

步骤4：在低空空域内建立新型的机场运行模式

通过平行跑道的利用、单跑道占用时间的减少和增强尾流探测和预测系统的使用，来增加低空空域内机场的起降容量，以实现低空空域内机场的高效利用；

步骤5：在低空空域内建立更加智能化的航空器运行模式

采用新型的智能飞机来进行货物的运输，在指定的低空空域，机组成员可使用机载自动化设备分工合作，地面自动化设备可以与飞机交互作用，但是驾驶员还是保留对飞机的管理权限，新型智能飞机可以是人工驾驶的也可以是无人机驾驶的，能够使得货物运输机在飞行以及起落过程中的安全隐患大大降低，提高货物运输机飞行时的安全性；

步骤6：在低空空域内建立航空天气系统

充分利用网络数据便捷共享的特点，将“通用的天气图像”用于决策指定的过程，由地面、空中、太空观测站传回的成千上万分天气报告用来判断实时天气状况，并将传送给各个天气预报站点，这些数据会被融为一体，构成一个单一的、实时更新的低空空域天气数据库。

进一步的，所述步骤1中为确保低空空域内航空器间的安全间隔而制定运行轨迹计划将天气预报以及其不确定因素也考虑在内。

进一步的，所述步骤3中在低空空域内运行的民用飞机由于自身会不断提供其状态和航线，从而使得网络化的信息共享系统对民用飞机的运行提供了协同监视的工作模式。

进一步的，所述步骤5中所建立的航空器运行模式中，假如驾驶员因安全原因不能驾驶飞机时，飞机上的遥控驾驶装置可以控制飞机，飞机上的自动监视修复系统将增加服务的可靠向和可预测性，从而确保驾驶过程中的安全性，确保货物的高效运输。

本发明的有益效果在于：

本发明通过在低空空域内建立基于航空器运行轨迹的运行管理系统、以飞行性能为基础的服务系统、新型的机场运行模式、更加智能化的航空器运行模式以及航空天气系统，不仅能够实现低空空域内资源的充分利用，便于及时预测并解决航空器在飞行运输过程中所存在的低空空域资源使用矛盾，实时优化航空器的运行轨迹，避免天气因素的影响，实现货物的高效转运，同时能够实现低空空域内机场空间的充分利用，提高机场的起降容量，而且通过航空器在航行过程中的双模式控制操作，能够有效避免因人为驾驶失误而引发的安全隐患，确保航空器的顺利航行，进而确保货物转运效率。

具体实施方式

一种基于利用低空空域开展高效货物运输活动的方法，它包括以下步骤：

步骤1：在低空空域内建立基于航空器运行轨迹的运行管理系统

以评估模拟器所生成的4D轨迹模型来作为制定计划和系统运行的基础，计划中的各种轨迹会在参与者之间共享，自动管理系统将实时的分析、调整这些轨迹；在特定的框架之内，空域结构的调整是动态进行的，将整个低空空域视为一种资源来划分和调配，以满足不同客户的运行，同时安全和环境的需求也能够得到满足；此外评估模拟器可以根据低空空域系统用户的需求虚拟出相应的4D轨迹，这些轨迹能够与低空空域系统的容量相互重合，以相互协调；这样用户可以及时的预测到将会发生的资源竞争，并参与问题解决环节，而空中交通服务提供者可以利用该评估模拟器来调整低空空域，并相应的配置服务来满足不断变化的客户需求；空中交通管理部门将以已公布的规章制度为基础，提供最终解决方案，以便解决客户件无法协调的空域资源使用矛盾；

步骤2：在低空空域内建立以飞行性能为基础的服务系统

以飞行性能为基础的服务系统可以提供多层次的服务模式，允许管理部门制定规章时不再以地面设施而是以飞行性能为基础，多次层的服务模式可以向更广泛的用户提供服务并且适应每个客户的不同要求；

步骤3：在低空空域内建立网络化的信息共享系统

在信息共享系统系统内，每一架货物运输机都是整个信息网的一个节点，不断的接收、传递这信息，这些数据将自动传递给预定这类数据的用户，也可以由没有预定它们的用户主动索取；数据的提供者将会确保数据的安全性，以满足保安、安全以及隐私方面的要求；

步骤4：在低空空域内建立新型的机场运行模式

通过平行跑道的利用、单跑道占用时间的减少和增强尾流探测和预测系统的使用，来增加低空空域内机场的起降容量，以实现低空空域内机场的高效利用；

步骤5：在低空空域内建立更加智能化的航空器运行模式

采用新型的智能飞机来进行货物的运输，在指定的低空空域，机组成员可使用机载自动化设备分工合作，地面自动化设备可以与飞机交互作用，但是驾驶员还是保留对飞机的管理权限，新型智能飞机可以是人工驾驶的也可以是无人机驾驶的，能够使得货物运输机在飞行以及起落过程中的安全隐患大大降低，提高货物运输机飞行时的安全性；

步骤6：在低空空域内建立航空天气系统

充分利用网络数据便捷共享的特点，将“通用的天气图像”用于决策指定的过程，由地面、空中、太空观测站传回的成千上万分天气报告用来判断实时天气状况，并将传送给各个天气预报站点，这些数据会被融为一体，构成一个单一的、实时更新的低空空域天气数据库。

本实施例中，所述步骤1中为确保低空空域内航空器间的安全间隔而制定运行轨迹计划将天气预报以及其不确定因素也考虑在内。

本实施例中，所述步骤3中在低空空域内运行的民用飞机由于自身会不断提供其状态和航线，从而使得网络化的信息共享系统对民用飞机的运行提供了协同监视的工作模式。

本实施例中，所述步骤5中所建立的航空器运行模式中，假如驾驶员因安全原因不能驾驶飞机时，飞机上的遥控驾驶装置可以控制飞机，飞机上的自动监视修复系统将增加服务的可靠向和可预测性，从而确保驾驶过程中的安全性，确保货物的高效运输。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。