一种基于ATC系统的航路解析方法及系统与流程

本发明属于民用航空技术领域，具体涉及一种基于atc系统的航路解析方法及系统。

背景技术：

空中交通管制自动化系统(airtrafficcontrolsystem以下简称atc系统)是供空中交通管制员实时掌握空中飞行态势、实施空中交通管制的最重要技术工具。

飞机飞行的路线，称为航路。航路元素包含航路点、航线和特殊关键字等。其中航路点分为固定点、经纬度点、重要点方位/距离表示的点；

1、能从固定点基础资料库中查找到的元素即为固定点；

2、由经纬度表示的点，如3804n10520e称为经纬度点；

3、形如vyk060040格式的点表示重要点方位/距离点；

vyk磁方位60度方向40海里远的点称为重要点方位/距离点；

4、能从航线基础资料库名字匹配的元素即为航线。航线由一系列固定点组成，一般情况下航路信息中的航线相邻元素必须是组成航线的固定点才能将该航线转换为点序列。

5、特殊关键字包括dct、vfr、ifr和t；dct连接的必须是两个不在同一航线上的点表示直飞，vfr和ifr表示飞行规则转换。

6、不能识别出来(因资料缺漏、格式错误)的不属于上述5类元素中的任何一种的元素称为未知元素。

航路解析的过程就是根据固定点、航线等基础资料结合特殊点、关键字等规则将航路信息中的航线解析成一系列固定点，根据管制区范围截取关心航段，并检查其连续性。

举例说明：航线w1由点p1p2p3p4组成，航线w2由点p3p6p7p8组成，航路信息如下p1w1p3w2p7，则将航线解析成点序列为p1p2p3p6p7。假设管制区只关心到p6，则最终解析结果为p1p2p3p6。

传统的航路解析，根据点-航线-点的航路组成基础规则，根据配置的固定点、航线基础资料从左到右依次展开航线，未知的航路元素以及根据航线资料无法展开的航线直接忽略，全航路解析成点后，根据管制区范围保留管制区附近的航路点，其它丢弃。

传统技术具备以下缺点：1)航线基础资料的维护工作较多；2)航路连续性检测不严格。

导致缺点的原因：1)传统技术根据点-航线-点的规则解析全航路，严重依赖航线资料的完整性，长航线有资料变动时，即便变动部分距离本管制区较远，也需要积极维护；2)未知航路元素和无法展开的航线直接丢弃了，对航路不连续处难以给管制员有效提示。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种基于atc系统的航路解析方法及系统，能够对管制区单位关心的航路做严格的连续性和有效性检测，从而将得到的检测结果和有效航路提供给管制员，便于管制员更方便快速的修正航路信息。

第一方面，本发明提供了一种基于atc系统的航路解析方法，包括以下步骤：

获取原始航路，并将起飞机场的四字代码和降落机场的四字代码分别加入原始航路串首尾，得到初始航路；

对初始航路的航路元素进行分类；

从初始航路中提取出管制区单位关心的关心航路；

基于航路元素的类别对关心航路进行连续性和有效性检测，得到分割后的多个有效航段，将检测结果展示给管制员，以供管制员进行查看修正；

对有效航段进行优化合并，得到管制区单位关心的有效航路，将有效航路展示给管制员，以供管制员进行查看修正。

优选地，所述从初始航路中提取出管制区单位关心的关心航路，具体为：

定位起始航路元素，丢弃起始航路元素前的所有航路信息；

定位结束航路元素，丢弃结束航路元素后的所有航路信息；

根据起始航路元素和结束航路元素之间的航路信息，得到管制单元关心的关心航路。

优选地，所述定位起始航路元素，具体为：

如果起飞机场在aoi内，则起飞机场为起始航路元素；

如果起飞机场在aoi外，则顺序查找航路中第一个aor内点，找到aor内点后，反向查找航路元素，反向查找过程中优先查找第一个aoi外点，若没有第一个aoi外点则查找第一个航线，若没有第一个航线则查找最后一个点，查找过程中若遇到未知元素则停止，从而得到起始航路元素。

优选地，所述定位结束航路元素，具体为：

如果降落机场在aoi内，则降落机场为结束航路元素；

如果降落机场在aoi外，则反向查找航路中第一个aor内点，找到aor内点后，顺序查找航路元素，顺序查找过程中优先查找第一个aoi外点，若没有第一个aoi外点则查找第一个航线，若没有第一个航线则查找最后一个点，查找过程中若遇到未知元素则停止，从而得到结束航路元素。

优选地，所述基于航路元素的类别对关心航路进行连续性和有效性检测，得到分割后的多个有效航段，具体为：

基于航路元素的类别对关心航路进行连续性检测，将关心航路分割为多个航段；

对每个航段进行有效性检测，得到多个有效航段。

优选地，所述基于航路元素的类别对关心航路进行连续性检测，将关心航路分割为多个航段，具体为：

检查关心航路中相邻航路元素的连续性，并在不连续的相邻航路元素之间添加不连续标志；

检查关心航路中的未知元素；

以不连续标志和未知元素分割关心航路，得到分割后的多个航段。

优选地，所述对每个航段进行有效性检测，得到多个有效航段，具体为：

对多个航段分别进行展开，得到多个展开后的航段；

通过有效性检测规则，对展开后的多个航段分别进行有效性检测，从而得到多个有效航段。

第二方面，本发明提供了一种基于atc系统的航路解析系统，适用于第一方面所述的一种基于atc系统的航路解析方法，包括：

航路获取单元，用于获取原始航路，并将起飞机场的四字代码和降落机场的四字代码分别加入原始航路串首尾，得到初始航路；

元素分类单元，用于对初始航路的航路元素进行分类；

航路提取单元，用于从初始航路中提取出管制区单位关心的关心航路；

航路检测单元，用于基于航路元素的类别对关心航路进行连续性和有效性检测，得到分割后的多个有效航段，将检测结果展示给管制员，以供管制员进行查看修正；

优化合并单元，用于对有效航段进行优化合并，得到管制区单位关心的有效航路，将有效航路展示给管制员，以供管制员进行查看修正。

本发明的技术方案，能够对管制区单位关心的航路做严格的连续性和有效性检测，从而将得到的检测结果和有效航路提供给管制员，便于管制员更方便快速的修正航路信息。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实施例中基于atc系统的航路解析方法的流程图；

图2为本实施例中基于atc系统的航路解析系统的结构示意图；

图3为本实施例中aor和aoi的区域示意图；

图4为本实施例中有效航路在aor和aoi上的区域示意图。

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。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

实施例一：

本实施例提供了一种基于atc系统的航路解析方法，如图1所述，包括以下步骤：

s1，获取原始航路，并将起飞机场的四字代码和降落机场的四字代码分别加入原始航路串首尾，得到初始航路；

s2，对初始航路的航路元素进行分类；

s3，从初始航路中提取出管制区单位关心的关心航路；

s4，基于航路元素的类别对关心航路进行连续性和有效性检测，得到分割后的多个有效航段，将检测结果展示给管制员，以供管制员进行查看修正；

s5，对有效航段进行优化合并，得到管制区单位关心的有效航路，将有效航路展示给管制员，以供管制员进行查看修正。

步骤s1，如果起飞机场和降落机场已知，则将起飞机场的四字代码加入航路串的首部，将降落机场的四字代码加入航路串的尾部，从而得到初始航路。

步骤s2，对初始航路的航路元素进行分类，航路元素包括：

(1)机场；

(2)点：固定点、经纬度点(点方位/距离表示的点转换为经纬度点)；

(3)航线；

(4)关键字：dct、ifr、vfr；

(5)未知元素，非上述五类元素均为未知元素。

步骤s3，所述从初始航路中提取出管制区单位关心的关心航路，具体为：

定位起始航路元素，丢弃起始航路元素前的所有航路信息；

定位结束航路元素，丢弃结束航路元素后的所有航路信息；

根据起始航路元素和结束航路元素之间的航路信息，得到管制单元关心的关心航路。

本实施例中，只保留管制区单位关心的第一个航路元素(起始航路元素)和最后一个航路元素(结束航路元素)间的航路信息，丢弃关心航路之外的所有航路信息。首先需定义两个区域：

(1)管制区：aor为管制区单位的实际管辖区域范围；

(2)关注区：aoi为aor区域的外扩区域，为管制区单位关注的区域范围。

如图2所示，为aor和aoi的区域示意图。

其中，定位起始航路元素，具体方法为：

如果起飞机场在aoi内，则起飞机场为起始航路元素；

如果起飞机场在aoi外，则顺序查找航路中第一个aor内点(需忽略孤点，即点相邻元素均未知)，找到aor内点后，反向查找航路元素，反向查找过程中优先查找第一个aoi外点，若没有第一个aoi外点则查找第一个航线，若没有第一个航线则查找最后一个点，查找过程中若遇到未知元素则停止，从而得到起始航路元素。

定位到起始航路元素后，则丢弃起始航路元素前的所有航路信息，以”**”代替表示有丢弃航路。

其中，定位结束航路元素，具体方法为：

如果降落机场在aoi内，则降落机场为结束航路元素；

如果降落机场在aoi外，则反向查找航路中第一个aor内点(需忽略孤点，即点相邻元素均未知)，找到aor内点后，顺序查找航路元素，顺序查找过程中优先查找第一个aoi外点，若没有第一个aoi外点则查找第一个航线，若没有第一个航线则查找最后一个点，查找过程中若遇到未知元素则停止，从而得到结束航路元素。

定位到结束航路元素后，则丢弃结束航路元素后的所有航路信息，以”**”代替表示有丢弃航路。

本实施例中，如果定位起始结束元素过程中未找到aor内点，则提示该航路不经过本管制区单位。

以一个乌鲁木齐(zwww)-广州(zggg)的飞行航班为例，其初始航路如下：

p0w0p1w1p2w2p3w3p4w4p5w5p6w6p7w7p8dctp9w9p99；

其中p为点、w为航线,p1、p8为aor内点，p0、w0、w9、p99无基础资料。经过定位提取后，得到管制区单位的关心航路为：

**p1w1p2w2p3w3p4w4p5w5p6w6p7w7p8dctp9**。

步骤s4，基于航路元素的类别对关心航路进行连续性和有效性检测，得到分割后的多个有效航段，具体为：

检查关心航路中相邻航路元素的连续性，并在不连续的相邻航路元素之间添加不连续标志；

检查关心航路中的未知元素；

以不连续标志和未知元素分割关心航路，得到分割后的多个航段。

对多个航段分别进行展开，得到多个展开后的航段；

通过有效性检测规则，对展开后的多个航段分别进行有效性检测，从而得到多个有效航段。

本实施例中，如果组成关心航路的两个相邻航路元素之间属于下列情况则在这两个相邻航路元素之间添加不连续标志“+“表示不连续：

a)两个元素都是航线；

b)其中一个元素是航线，但另外一个元素不在该航线上；

c)前一个元素是dct，但下一个元素不是点；

d)两个元素都是点，但这两个点不在同一航线上；

e)前一个元素不是点，但下一个元素是ifr/vfr。

本实施例中，以不连续标志“+”和未知元素分割关心航路，例如，通过将不连续标志“+”和未知元素标红，来提示关心航路中断，对关心航路进行分割，得到分割后的多个航段。分割后的航段结果如下所示：

本实施例中，在进行有效性检测前，需要对各个航段进行展开。根据航线资料展开完整的点-航线-点；首元素如果是航线，根据航线方向资料展开航线-点,未配置方向则丢弃航线；尾元素如果是航线，根据航线方向资料展开点-航线，未配置方向则丢弃航线。航线方向配置表如下：

注：航线方向由航线上的任意两个固定点顺序确定。航线方向用于解析航路无法通过点-线-点形式切割航线时使用。一般情况下穿过aoi边界的航线需配置。

例如，w2包含航路点p21p22p3p23p24，w3包含航路点p30p3p31p32p4，w7包含航路点p77p7p71p72p8p81；上述关心航路分割为5个航段，其中w1、w4、w5、w6无航线方向无法展开，每个航段展开结果如下：

航段1：p1w1展开为：p1

航段2：w2p3w3p4展开为：p21p22p3p31p32p33p4

航段3：p5w5展开为：p5

航段4：p6w6展开为：p6

航段5：p7w7p8dctp9展开为：p7p71p72p8dctp9

在得到多个航段后，对每个航段进行有效性检测。有效性检测规则(即每个航段需满足如下条件)如下：

1)起飞机场下一个点必须是机场走廊口点；

2)目的机场前一个点必须是机场走廊口点；

3)必须有完整的aor进边界点和出边界点，进边界点和出边界点可以通过计算得到；

4)进aor边界点前至少有一个点；

5)出aor边界点后至少有一个点。

其中，计算进边界点的方法如下：

a、第一个点是机场且在aor内则起飞机场是aor进边界点

b、一个点不是机场但在aor内，则无aor进边界点；

c、第一个点在aor外，需计算穿越aor边界的相邻点连线和aor边界的交点。

i、如果交点距离两点均超过s(参数)公里则无aor进边界点；除非dct连接两点，此时交点为进边界点；

ii、如果距其中一个点在s公里内则该点为进边界点；

iii、如果距离都在s公里内，如果无预先定义的aor边界点则航段的首航路点为进边界点；如果其中之一预定义了aor边界点则该点为进边界点；如果两点都预定义了aor边界点，则该航段首航路点为进边界点。

其中，计算出边界点的方法如下：

a、最后一个点是机场且在aor内则目的机场是aor出边界点；

b、最后一个点不是机场但在aor内，则无aor出边界点；

c、从进边界点的下一个点开始，计算穿越aor边界的相邻点连线和aor边界的交点。

i、如果交点距离两点均超过s(参数)公里则无aor出边界点；除非dct连接两点，此时交点为出边界点；

ii、如果距其中一个点在s公里内则该点为出边界点；

iii、如果距离都在s公里内，如果无预先定义的aor边界点则该航段尾航路点为出边界点；如果其中之一预定义了aor边界点则该点为出边界点；如果两点都预定义了aor边界点，则该航段尾航路点为出边界点。

本实施例中，在对多个航段进行有效性检测后，得到有效航段，对无效航段进行标注(如标黄)，在连续性检测和有效性检测后的关心航段，如下所示：

如上所示，航段1、航段3和航段4为无效航段，航段2和航段5为有效航段。上述检测结果需呈现给管制员，可以快速定位航路的不连续处和无效的航段，便于管制员进行修正。

步骤s5，在得到有效航段后，对有效航段进行优化合并。

首先对有效航段进行优化，去掉多余的元素，提出感兴趣的部分：

1)航路段如果进aor前有aoi外点，只保留进aor前最后一个aoi外点；

2)航路段出aor后有aoi外点，只保留出aor后第一个aoi外点。

通过上述的两种方式去除多余的点，从而得到优化后的有效航段。

然后对优化后的有效航段进行合并。

至少有一个有效航段才认为整条航路有效，否则提示该航路无效。如果有多个有效航段，将优化后的有效航段用“**“连接，表示多次进出管制区域。最后优化合并后的解析结果为：

p21p22p3p31p32p33**p7p71p72p8dctp9。

如图4所示，为优化合并后的有效航路在aor和aoi上的区域示意图。需注意，atc系统界面显示航班预计飞越航路时，“**”两侧的点需用特殊线连接，用以提示管制此处航路不连续。在aor和aoi的区域示意图上，管制员可看到优化合并后的有效航路，从而便于管制员进行查看修正。

综上所述，本实施例的技术方案，有以下有益效果：

1)可以筛选出本管制区关心的一段航路进行解析，不需要对全航路进行解析和连续性检测，只需要维护管制区附近的航线和航路点资料。

2)对管制区关心航路进行严格的连续性检查和有效性检测，使管制员清晰明了的掌握航路的连续性，为纠正航路信息提供决策。

实施例二：

本实施例提供了一种基于atc系统的航路解析系统，适用于实施例一所述的一种基于atc系统的航路解析方法，如图2所示，包括：

航路获取单元，用于获取原始航路，并将起飞机场的四字代码和降落机场的四字代码分别加入原始航路串首尾，得到初始航路；

元素分类单元，用于对初始航路的航路元素进行分类；

航路提取单元，用于从初始航路中提取出管制区单位关心的关心航路；

航路检测单元，用于基于航路元素的类别对关心航路进行连续性和有效性检测，得到分割后的多个有效航段，将检测结果展示给管制员，以供管制员进行查看修正；

优化合并单元，用于对有效航段进行优化合并，得到管制区单位关心的有效航路，将有效航路展示给管制员，以供管制员进行查看修正。

本实施例的系统适用于实施例一中的方法，基于类似内容的描述，在此不再赘述。

综上所述，本实施例的技术方案，有以下有益效果：

1)可以筛选出本管制区关心的一段航路进行解析，不需要对全航路进行解析和连续性检测，只需要维护管制区附近的航线和航路点资料。

2)对管制区关心航路进行严格的连续性检查和有效性检测，使管制员清晰明了的掌握航路的连续性，为纠正航路信息提供决策。

此外，本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元或步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所述步骤的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个步骤可结合为一个步骤，一个步骤可拆分为多个步骤，或一些特征可以忽略等。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。