一种空中交通服务安全性快速实时检测系统及方法

摘要

本发明公开了一种空中交通服务安全性快速实时检测系统及方法，属于空中交通服务技术领域，包括采集模块采集空中交通过程中各个航空器的飞行计划以及计划所对应的环境参数，并实时检测航空器的飞行状态，进行实时监测，并将采集数据传输至中央处理器；分析模块对采集模块采集的实时数据以及历史飞行数据，对比分析空中交通实时安全性能，并根据往期经验提供冲突解决方案；告警模块在分析模块分析得出存在飞行危险时，向航空器以及操作台发送告警信息以及对应解决措施，便于及时规避飞行危险，达到安全飞行的目的。通过主动检测飞行安全性并提示航空器操作者进行危险解除，保障飞行安全。

说明书

技术领域

本发明涉及空中交通服务技术领域，具体涉及一种空中交通服务安全性快速实时检测系统及方法。

背景技术

空中交通服务是空中交通管制单位为飞行中的民用航空器提供的服务，而随着无人机技术的发展，目前存在大量的私人无人机，有的无人机仅仅在航空局进行报备，但是并未及时关注空中交通服信息，导致私下起飞过程中并未关注同区域的其余航空器飞行计划，以及环境参数影响，容易导致航空器间发生碰撞，造成飞行事故。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种空中交通服务安全性快速实时检测系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：本发明提供一种空中交通服务安全性快速实时检测系统，包括：

采集模块，所述采集模块用于采集空中交通过程中各个航空器的飞行计划以及计划所对应的环境参数，并实时检测航空器的飞行状态，进行实时监测，并将采集数据传输至中央处理器；

大数据库，所述大数据库用于存储和调取航空器飞行区域的历史数据，并存储系统运行数据；

分析模块，所述分析模块用于对采集模块采集的实时数据以及历史飞行数据，对比分析空中交通实时安全性能，并根据往期经验提供冲突解决方案；

告警模块，所述告警模块用于在分析模块分析得出存在飞行危险时，向航空器以及操作台发送告警信息以及对应解决措施，便于及时规避飞行危险，达到安全飞行的目的；

用户终端，所述用户终端为航空器控制室以及底面控制台，用于上传飞行计划，并接收分析模块分析结果以及告警模块的告警信息，便于及时调整航空器的飞行状态；

通信模块，所述通信模块用于各模块间的数据传输通信，以及网络数据调用传输；

中央处理器，所述中央处理器为系统运行提供运算处理，并协调上述模块进行工作，用于数据调用命令在其权限内的各数据库内调用相应的数据，并将这些控制命令发送到对应的模块。

优选的一种实施案例，所述采集模块包括飞行计划采集、飞行状态采集、历史参数采集和环境参数采集，所述飞行计划采集用于采集用户终端上传的飞行计划；所述飞行状态采集用于采集航空器的实时飞行状态所述历史参数采集通过调取大数据库内存储的历史飞行数据，以及网络上飞行案例；所述环境参数采集用于采集飞行时的天气和环境数据。

优选的一种实施案例，所述飞行状态采集通过航空器机载服务器实时采集航空器的飞行速度、高度、方向信息，以及通过北斗GPS对航空器进行实时定位；所述环境参数采集通过航空器内置服务器采集飞行区域实时天气数据，包括湿度、温度、风向、风速以及雨雪情况，以及通过大数据库和网络采集对应飞行区域的天气预报信息和建筑高度信息。

优选的一种实施案例，所述通信模块包括VHF单元、3G/4G单元和网络传输单元，所述VHF单元用于航空器与控制台间的高频信息通信，所述3G/4G单元用于航空器或控制台与系统间进行远程无线通信，所述网络传输单元用于调取网络数据。

优选的一种实施案例，所述分析模块包括飞行轨迹预测、碰撞风险评估、环境风险评估和建立解决方案，所述飞行轨迹预测通过参考立式飞行数据并结合各个航空器的飞行计划以及实时飞向状态，预测航空器未来飞行轨迹；所述碰撞风险评估用于根据预测的各个航空器飞行轨迹以及周边建筑参数，评估航空器之间以及航空器与高层建筑的碰撞风险；所述环境风险评估用于结合航空器实时采集的环境参数、网络提供的天气参数以及历史飞行数据，预测未来天气变化对航空器的飞行影响，评估天气带来的飞行危险；所述建立解决方案用于参考航空器实时飞行状态，以及历史飞行方案，给出解决飞行危险的方案措施。

优选的一种实施案例，所述碰撞风险评估根据各个航空器的当前飞行数据以及各个航空器的未来飞行轨迹数据，计算获得在未来一段时间内每两个标航空器之间的最小距离，以及任一航空器与飞行区域内高层建筑间的距离，并判断该最小距离是否符合预设的空中交通间隔要求。

优选的一种实施案例，所述建立解决方案根据航空器的飞行轨迹，计算目标航空器所需的避让速度或避让高度，当避让措施失效或者环境风险过高时，需要私人或民用航空器及时停止飞行并降落，确保重要航空器执行任务。

优选的一种实施案例，所述告警模块包括飞行危险提示、解决方案推送和强制拦截提示，所述飞行危险提示用于向航空器或操作台发送飞行危险提示，确保航空器操作者及时发现飞行危险，所述解决方案推送用于向用户终端发送解决方案，便于航空器操作者及时调整飞行轨迹，解除飞行风险，所述强制拦截提示为在飞行区域出现飞机、重要无人机时，通过地勤人员及时对未按规定停止飞行的航空器操作者进行劝说和强制措施，避免私人无人机影响飞机、重要无人机时的飞行任务。

一种空中交通服务安全性快速实时检测方法，包括如下步骤：

S1、采集模块通过采集用户终端上传的飞行计划、航空器的实时飞行状态所述历史参数采集通过调取大数据库内存储的历史飞行数据，以及网络上飞行案例和采集飞行时的天气和环境数据，并将采集数据通过通信模块传输到中央处理器；

S2、分析模块通过参考立式飞行数据并结合各个航空器的飞行计划以及实时飞向状态，预测航空器未来飞行轨迹，然后根据预测的各个航空器飞行轨迹以及周边建筑参数，评估航空器之间以及航空器与高层建筑的碰撞风险，结合航空器实时采集的环境参数、网络提供的天气参数以及历史飞行数据，预测未来天气变化对航空器的飞行影响，评估天气带来的飞行危险，然后参考航空器实时飞行状态，以及历史飞行方案，给出解决飞行危险的方案措施；

S3、告警模块向航空器或操作台发送飞行危险提示，确保航空器操作者及时发现飞行危险，并向用户终端发送解决方案，便于航空器操作者及时调整飞行轨迹，解除飞行风险。

本发明的有益效果在于：

1、通过参考立式飞行数据并结合各个航空器的飞行计划以及实时飞向状态，预测航空器未来飞行轨迹，然后根据预测的各个航空器飞行轨迹以及周边建筑参数，评估航空器之间以及航空器与高层建筑的碰撞风险，结合航空器实时采集的环境参数、网络提供的天气参数以及历史飞行数据，预测未来天气变化对航空器的飞行影响，评估天气带来的飞行危险，从而快速实时检测各飞行区域的航空器飞行危险性；

2、参考航空器实时飞行状态，以及历史飞行方案，给出解决飞行危险的方案措施，并主动向航空器或操作台发送飞行危险提示，确保航空器操作者及时发现飞行危险，并向用户终端发送解决方案，便于航空器操作者及时调整飞行轨迹，解除飞行风险，达到安全性快速实时检测的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。

图1为本发明实施例提供的一种空中交通服务安全性快速实时检测系统结构示意图。

图2为本发明采集模块示意图。

图3为本发明通信模块示意图。

图4为本发明分析模块示意图。

图5为本发明告警模块示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。

实施例：如图1至图5所示，本发明提供了一种空中交通服务安全性快速实时检测系统，包括：

采集模块，采集模块用于采集空中交通过程中各个航空器的飞行计划以及计划所对应的环境参数，并实时检测航空器的飞行状态，进行实时监测，并将采集数据传输至中央处理器；

大数据库，大数据库用于存储和调取航空器飞行区域的历史数据，并存储系统运行数据；

分析模块，分析模块用于对采集模块采集的实时数据以及历史飞行数据，对比分析空中交通实时安全性能，并根据往期经验提供冲突解决方案；

告警模块，告警模块用于在分析模块分析得出存在飞行危险时，向航空器以及操作台发送告警信息以及对应解决措施，便于及时规避飞行危险，达到安全飞行的目的；

用户终端，用户终端为航空器控制室以及底面控制台，用于上传飞行计划，并接收分析模块分析结果以及告警模块的告警信息，便于及时调整航空器的飞行状态；

通信模块，通信模块用于各模块间的数据传输通信，以及网络数据调用传输；

中央处理器，中央处理器为系统运行提供运算处理，并协调上述模块进行工作，用于数据调用命令在其权限内的各数据库内调用相应的数据，并将这些控制命令发送到对应的模块。

进一步的，采集模块包括飞行计划采集、飞行状态采集、历史参数采集和环境参数采集，飞行计划采集用于采集用户终端上传的飞行计划；飞行状态采集用于采集航空器的实时飞行状态历史参数采集通过调取大数据库内存储的历史飞行数据，以及网络上飞行案例；环境参数采集用于采集飞行时的天气和环境数据。

进一步的，飞行状态采集通过航空器机载服务器实时采集航空器的飞行速度、高度、方向信息，以及通过北斗GPS对航空器进行实时定位；环境参数采集通过航空器内置服务器采集飞行区域实时天气数据，包括湿度、温度、风向、风速以及雨雪情况，以及通过大数据库和网络采集对应飞行区域的天气预报信息和建筑高度信息。

进一步的，通信模块包括VHF单元、3G/4G单元和网络传输单元，VHF单元用于航空器与控制台间的高频信息通信，3G/4G单元用于航空器或控制台与系统间进行远程无线通信，网络传输单元用于调取网络数据。

进一步的，分析模块包括飞行轨迹预测、碰撞风险评估、环境风险评估和建立解决方案，飞行轨迹预测通过参考立式飞行数据并结合各个航空器的飞行计划以及实时飞向状态，预测航空器未来飞行轨迹；碰撞风险评估用于根据预测的各个航空器飞行轨迹以及周边建筑参数，评估航空器之间以及航空器与高层建筑的碰撞风险；环境风险评估用于结合航空器实时采集的环境参数、网络提供的天气参数以及历史飞行数据，预测未来天气变化对航空器的飞行影响，评估天气带来的飞行危险；建立解决方案用于参考航空器实时飞行状态，以及历史飞行方案，给出解决飞行危险的方案措施。

进一步的，碰撞风险评估根据各个航空器的当前飞行数据以及各个航空器的未来飞行轨迹数据，计算获得在未来一段时间内每两个标航空器之间的最小距离，以及任一航空器与飞行区域内高层建筑间的距离，并判断该最小距离是否符合预设的空中交通间隔要求。

进一步的，建立解决方案根据航空器的飞行轨迹，计算目标航空器所需的避让速度或避让高度，当避让措施失效或者环境风险过高时，需要私人或民用航空器及时停止飞行并降落，确保重要航空器执行任务。

进一步的，告警模块包括飞行危险提示、解决方案推送和强制拦截提示，飞行危险提示用于向航空器或操作台发送飞行危险提示，确保航空器操作者及时发现飞行危险，解决方案推送用于向用户终端发送解决方案，便于航空器操作者及时调整飞行轨迹，解除飞行风险，强制拦截提示为在飞行区域出现飞机、重要无人机时，通过地勤人员及时对未按规定停止飞行的航空器操作者进行劝说和强制措施，避免私人无人机影响飞机、重要无人机时的飞行任务。

一种空中交通服务安全性快速实时检测方法，包括如下步骤：

S1、采集模块通过采集用户终端上传的飞行计划、航空器的实时飞行状态历史参数采集通过调取大数据库内存储的历史飞行数据，以及网络上飞行案例和采集飞行时的天气和环境数据，并将采集数据通过通信模块传输到中央处理器；

S2、分析模块通过参考立式飞行数据并结合各个航空器的飞行计划以及实时飞向状态，预测航空器未来飞行轨迹，然后根据预测的各个航空器飞行轨迹以及周边建筑参数，评估航空器之间以及航空器与高层建筑的碰撞风险，结合航空器实时采集的环境参数、网络提供的天气参数以及历史飞行数据，预测未来天气变化对航空器的飞行影响，评估天气带来的飞行危险，然后参考航空器实时飞行状态，以及历史飞行方案，给出解决飞行危险的方案措施；

S3、告警模块向航空器或操作台发送飞行危险提示，确保航空器操作者及时发现飞行危险，并向用户终端发送解决方案，便于航空器操作者及时调整飞行轨迹，解除飞行风险。

使用时，采集模块通过采集用户终端上传的飞行计划、航空器的实时飞行状态历史参数采集通过调取大数据库内存储的历史飞行数据，以及网络上飞行案例和采集飞行时的天气和环境数据，并将采集数据通过通信模块传输到中央处理器；分析模块通过参考立式飞行数据并结合各个航空器的飞行计划以及实时飞向状态，预测航空器未来飞行轨迹，然后根据预测的各个航空器飞行轨迹以及周边建筑参数，评估航空器之间以及航空器与高层建筑的碰撞风险，结合航空器实时采集的环境参数、网络提供的天气参数以及历史飞行数据，预测未来天气变化对航空器的飞行影响，评估天气带来的飞行危险，然后参考航空器实时飞行状态，以及历史飞行方案，给出解决飞行危险的方案措施；告警模块向航空器或操作台发送飞行危险提示，确保航空器操作者及时发现飞行危险，并向用户终端发送解决方案，便于航空器操作者及时调整飞行轨迹，解除飞行风险，达到安全性快速实时检测的目的。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。