一种基于三维雷达数据的进离场航线影响分析方法及系统与流程

本发明涉及机场航线管理，具体为一种基于三维雷达数据的进离场航线影响分析方法及系统。

背景技术：

1、随着民航运输业的持续快速发展以及航班量和航线的迅猛增加，航空运输安全风险形势日趋严峻，而危险天气对航空运输安全和效益的影响，尤其是运行高峰时段的危险天气，不仅会严重影响航班运行效率，也潜伏了重大安全风险；其中，导致航班不正常率的因素中，天气因素一直高居首位，而夏季雷雨天气占比可达70%以上,曾出现多起因雷雨引发的不安全事件。

2、目前雷雨对航班运行的影响分析均基于二维雷达数据，即设置固定的雷达反射率强度阈值，当机场附近雷达强度超过该阈值时进行告警；该方法将机场作为一个整体运行范围来进行评估管理，如机场周边仅一个方向（如机场西侧）有雷雨，也将视为机场不可运行。

3、现有的进离场航线的分析方法中，由于二维雷达数据精度较粗，因此雷电影响因素对于进离场航线运行的约束性较强，使得航班运行效率较低，因此，如何在充分保障运行安全的前提下，提升机场运行效率和经济效益是本发明要解决的根本问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于三维雷达数据的进离场航线影响分析方法及系统，解决以下技术问题：

2、如何基于三维雷达数据实现更为准确的雷电气候对进离场航线影响的判断，以提升机场运行效率和经济效益。

3、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

4、一种基于三维雷达数据的进离场航线影响分析系统，所述系统包括：

5、进离场航线保护区模块，用以获取机场的进离场航线保护区；

6、飞行时段模块，用以获取机场最新的飞行时段信息；

7、进离场区域模块，用于确定机场航线进离场区域；

8、雷达数据模块，用以根据飞行时段信息获取最新的三维雷达数据，对三维雷达数据进行解析获得预设三维空间内的雷达反射率数据；所述预设三维空间为以进离场区域的范围为横截面并按预设高度进行拉伸的三维结构；

9、进离场航线雷达反射率模块，用以将雷达反射率数据与进离场航线保护区进行结合运算，获得全航线各段雷达反射率；

10、雷雨风险等级模块，用以根据全航线各段雷达反射率获取雷雨影响进离场航线风险等级数据；

11、结果显示模块，用以根据进离场航线风险等级数据绘制雷雨影响进离场航线风险分布状态图。

12、进一步地，所述全航线各段雷达反射率获取的包括：

13、基于飞行时段信息获取未来预设时段内是否有航班起降：

14、若有航班起降，则对预设三维空间内进行立方格划分，对立方格内的基本发射率进行判断：

15、若所有立方格内的基本发射率均小于10dbz，则判断当前无雷雨影响进离场航线；

16、否则，提取所有立方格内的基本反射率作为全航线各段雷达反射率。

17、进一步地，所述进离场航线雷达反射率模块的工作过程包括：

18、将全航线各段雷达反射率与进离场航线保护区进行三维空间相交计算，判断立方格在保护区的体积占比是否≥80%：

19、若为是，则获取该立方格对应的进离场保护区雷达反射率；

20、若为否，则舍去该立方格；

21、依次判断进离场航线与经纬线交角的大小：

22、若航线投影与纬线交角＜45°时，则按航线平面投影的纬线，获取每1km纬线长度的立体保护区内所有雷达基本反射率最大值，将该雷达反射率最大值作为该公里纬线对应航线的雷达基本反射率；

23、若航线投影与纬线交角≥45°时，则按航线平面投影的经线，获取每1km经线长度的立体保护区内所有雷达基本反射率最大值，将该雷达反射率最大值作为该公里纬线对应航线的雷达基本反射率。

24、进一步地，所述雷雨风险模块工作的过程包括：

25、基于历史雷达数据及对应运行风险等级确定风险对应模型；

26、获取最新的进离场航线的雷达基本反射率，并输入至风险对应模型中，获得最新雷雨影响进离场航线风险等级。

27、进一步地，所述风险对应模型建立的过程包括：

28、基于对航线运行的影响程度划分四个等级，包括无影响、轻度、中度和重度；

29、分别获取历史数据中每个等级下对应进离场区域范围雷达反射率数值平均值的最小值，将其分别作为每个等级运行风险对应的雷达反射率阈值；

30、根据每个等级运行风险对应的雷达反射率阈值形成风险对应模型；

31、所述风险对应模型工作的过程包括：

32、根据最新的进离场航线的雷达基本反射率所在的雷达反射率阈值区间确定其风险等级。

33、进一步地，所述风险对应模型还用于根据最新的进离场航线雷达基本反射率进行潜在风险分析，所述潜在风险分析的过程包括：

34、在轻度、中度和重度等级下，根据所有提取的立方格对应进离场保护区雷达反射率进行整体分析，根据整体分析结果判断当前风险等级下的潜在风险状态。

35、进一步地，所述整体分析的过程包括：

36、提取所有大于10dbz的立方格，计算超出10dbz的部分；

37、对所有大于10dbz立方格按照对应的反射率从大到小进行排序，获取前三分之一相邻次序立方格的欧拉距离进行累加，将累加结果与累加数量对应阈值进行比对，获得集中性系数；

38、根据集中性系数与超出10dbz的部分确定风险系数，将风险系数与预设阈值区间进行比对，根据风险系数所在预设阈值区间确定其对应的潜在风险等级。

39、进一步地，所述结果显示模块工作的过程包括：

40、获取雷雨影响进离场航线风险等级及潜在风险等级数据；

41、以跑道原点，距离为横坐标、高度为纵坐标、不同颜色代表不同等级风险，绘制雷雨影响进离场航线风险分布。

42、一种基于三维雷达数据的进离场航线影响分析方法，所述方法包括：

43、步骤一、通过进离场航线保护区模块获取机场的进离场航线保护区；

44、步骤二、通过飞行时段模块获取机场最新的飞行时段信息，若有航班起降，则通过雷达数据模块根据飞行时段信息获取最新的三维雷达数据，对三维雷达数据进行解析获得预设三维空间内的雷达反射率数据；

45、步骤三、通过进离场航线雷达反射率模块将雷达反射率数据与进离场航线保护区进行结合运算，获得全航线各段雷达反射率；通过雷雨风险等级模块根据全航线各段雷达反射率获取雷雨影响进离场航线风险等级数据，通过结果显示模块根据进离场航线风险等级数据绘制雷雨影响进离场航线风险分布状态图。

46、本发明的有益效果：

47、（1）本发明通过进离场航线保护区模块、飞行时段模块、进离场区域模块、雷达数据模块，明确雷雨对运行影响的时间和计算所需雷达数据；通过进离场航线雷达反射率模块、雷雨风险等级模块、结果显示模块，确定雷达基本反射率与雷雨风险等级的对应关系，建立雷雨对运行影响的风险指标体系，获取雷雨对运行影响的精细化结论，能够显著提升了气象服务的质量和效率，尤其是雷雨天气的气象服务能力，为各航司在高效运行、真情服务旅客等方面提供了技术手段。