民航净空安全风险评估方法、装置、计算机设备及存储介质

技术领域

本申请涉及机场净空管理技术领域，具体是指一种民航净空安全风险评估方法、装置、计算机设备及存储介质。

背景技术

机场净空是指机场附近沿起降航线一定范围内的空域，即在跑道两端和两侧上空，为飞机起飞爬升、降落下滑和目视盘旋需要所规定的空域。在这个区域内，不能有地面障碍物来妨碍导航和飞行。对于保证机场正常安全运行来说，机场净空保护具有十分重要的意义。

发明内容

基于以上技术问题，本申请提供了一种民航净空安全风险评估方法、装置、计算机设备及存储介质，通过对机场空域障碍目标的安全风险进行评估，为机场工作人员后续对障碍目标的处理提供了参考数据，使机场工作人员可依据安全风险评估结果对障碍目标进行处理，减小了机场空域安全事故的发生概率，提高了机场空域安全性。

为解决以上技术问题，本申请采用的技术方案如下：

民航净空安全风险评估方法，包括：获取障碍目标的影响因素集合，影响因素集合包括障碍目标的速度、相对高度以及障碍目标与航班之间的相对距离、障碍目标与限制面的相对位置关系；获取影响因素集合内各影响因素的风险影响值和风险影响权重；基于风险影响权重对风险影响值进行加权处理获得障碍目标的风险评估值。

进一步的，相对距离的获取方法包括：获取障碍目标的第一位置信息；获取航班的第二位置信息；将第一位置信息与第二位置信息分别转化为预设坐标系下的第一位置坐标、第二位置坐标；基于第一位置坐标和第二位置坐标获取相对距离。

进一步的，预设坐标系的构建方法包括：以位于进近面的跑道入口端中点为坐标原点；以跑道中心线所在直线为X轴，其中，X轴以坐标原点指向跑道出口端为正方向。

进一步的，第一位置信息通过无线电技术或外辐射雷达技术获得；第二位置信息通过航班ASD-B系统获得。

进一步的，风险影响权重的获取方法包括：基于影响因素集合构建成对比较矩阵；获取成对比较矩阵的特征向量；基于特征向量获取风险影响权重。

为解决上述技术问题，本是申请还公开一种民航净空安全风险评估装置，包括：

信息获取模块，信息获取模块用于获取障碍目标的影响因素集合，影响因素集合包括障碍目标的速度、相对高度以及障碍目标与航班之间的相对距离、障碍目标与限制面的相对位置关系；

信息处理模块，信息处理模块用于获取影响因素集合内各影响因素的风险影响值和风险影响权重；

风险评估模块，风险评估模块用于基于风险影响权重对风险影响值进行加权处理获得障碍目标的风险评估值。

为解决上述技术问题，本申请还公开了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述民航净空安全风险评估方法的步骤。

为解决上述技术问题，本申请还公开了一种可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述民航净空安全风险评估方法的步骤。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：

本申请通过采集障碍目标的相关信息并测评，以获得障碍目标的风险评估值。基于此风险评估值，可智能分析出障碍目标的安全风险等级，为机场工作人员后续对障碍目标的处理提供依据。

附图说明

本申请将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述，其中：

图1为民航净空安全风险评估方法流程示意图。

图2为风险影响权重的获取方法流程示意图。

图3为障碍目标与航班之间的相对距离的获取方法流程示意图。

图4为机场限制面的平面形态图。

图5为图4横纵剖面示意图。

图6为预设坐标系示意图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例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公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

参阅图1，在本实施方式中，民航净空安全风险评估方法，包括：

S101，获取障碍目标的影响因素集合，影响因素集合包括障碍目标的速度、相对高度以及障碍目标与航班之间的相对距离、障碍目标与限制面的相对位置关系；

其中，限制面即是为了保证机场航班安全起降的净空区域，具体是指机场附近沿起降航线一定范围内的空域，即在跑道两端和两侧上空，为飞机起飞爬升、降落下滑和目视盘旋需要所规定的空域。在这个区域内，不能有地面障碍物来妨碍导航和飞行。

目前，我国民用机场的净空要求的依据主要来源于《民用机场飞行区技术标准》(MH5001-2006)，其中障碍物限制面全部根据国际民航组织附件14第一卷(机场设计与运行)来制定。其中对于不同的跑道类型，对其净空保护限制面要求也不同。

对于中国民航最常见的机场飞行区等级指标I为3或4的精密进近IL S跑道，其障碍物限制面主要包括进近面、过渡面、起飞爬升面、内水平面和锥形面。因此，限制面的平面形态参阅图4所示，其纵横剖面图参阅图5所示。

S102，获取影响因素集合内各影响因素的风险影响值和风险影响权重；

其中，对于风险影响值是由影响因数集合内影响因素通过测评获得，其具体测评标准如表1所示：

表1风险影响值测评表

参阅表1的风险影响值测评表可以看出，获取影响因素集合内各影响因素的具体参数后，便可根据表1获取此影响因素的风险影响值，例如障碍目标与航班之间的相对距离为1.7km，则通过表1可知，相对距离这个影响因素的风险影响值r为3。

其中，参阅图2，在一些实施例中，风险影响权重的获取方法包括：

S201，基于影响因素集合构建成对比较矩阵；

其中，成对比较矩阵表如表2所示：

表2成对比较矩阵表

参阅表2的成对比较矩阵表中可以看出，成对比较矩阵并不是把所有因素放在一起比较，而是两两相互比较，对此采用相对尺度，以尽可能减少性质不同的诸因素相互比较的困难，以提高准确度。如对某一准则，对其下的各方案进行两两对比，并按其重要性程度评定等级。

因此，表2中标度的具体含义是：标度1，表示两个因素相比，具有相同重要性；标度3，表示两个因素相比，前者比后者稍重要；标度1/3，若因素A与因素B的重要性标度为3，那么因素B与因素A的重要性标度为1/3。

例如表2中，相对距离与相对位置关系的标度为1，则表明相对距离与相对位置关系两个影响因素相比，其重要性相同。

除上述标度之外，在成对比较矩阵中，常用的标度还有：标度5，表示两个因素相比，前者比后者明显重要；标度7，表示两个因素相比，前者比后者强烈重要；标度9，表示两个因素相比，前者比后者极端重要。

基于表2的成对比较矩阵表便可获取成对比较矩阵Q，成对比较矩阵Q具体为：

S202，获取成对比较矩阵的特征向量；

具体的，计算上述成对比较矩阵Q的最大特征值所对应的特征向量，并将其正规化便可得到矩阵T，矩阵T具体为：

S203，基于特征向量获取风险影响权重。

具体的，风险影响权重w通过将矩阵T转置得到，风险影响权重w为：

w＝T′＝[0.3750 0.3750 0.1250 0.1250]

其中，权重w具体含义为，障碍目标与航班之间的相对距离的风险影响权重为0.375，障碍目标与限制面的相对位置关系的风险影响权重为0.375，障碍目标的速度的风险影响权重为0.1250，障碍目标的相对高度的风险影响权重为0.1250。

其中，权重w的和为1。

S103，基于风险影响权重对风险影响值进行加权处理获得障碍目标的风险评估值。

具体的，风险评估值为：

其中，m表示影响因素集合中影响因素的数量。且由于表1中风险影响值的最大值为5，所以各影响因素的风险影响值基于风险影响权重加权处理后得到的风险评估值大于等于5。

由此，可对障碍目标的风险等级进行划分：

z≤1，属于潜在危险；

1＜z≤2，属于轻度危险；

2＜z≤3，属于中度危险；

3＜z≤4，属于高度危险；

4＜z≤5，属于极度危险。

由此，机场工作人员便可基于障碍目标的风险等级选择处理障碍目标的处理方式，通过对机场空域障碍目标的安全风险进行评估，为机场工作人员后续对障碍目标的处理提供了参考数据，使机场工作人员可依据安全风险评估结果对障碍目标进行处理，减小了机场空域安全事故的发生概率，提高了机场空域安全性。

参阅图3，在一些实施例中，相对距离的获取方法包括：

S301，获取障碍目标的第一位置信息；

S302，获取航班的第二位置信息；

S303，将第一位置信息与第二位置信息分别转化为预设坐标系下的第一位置坐标、第二位置坐标；

S304，基于第一位置坐标和第二位置坐标获取相对距离。

在本实施例中，对于飞行物而言，一般其位置信息为经纬度信息和高度信息，为了方便计算障碍目标和航班的相对距离，将障碍目标的第一位置信息、航班的第二位置信息转换到同一预设坐标系下，得到障碍目标在预设坐标系下的坐标{X

具体的，第一位置信息通过无线电技术或外辐射雷达技术获得；第二位置信息通过航班ASD-B系统获得。

参阅图6，优选的，预设坐标系的构建方法包括：

以位于进近面的跑道入口端中点为坐标原点；

以跑道中心线所在直线为X轴，其中，X轴以坐标原点指向跑道出口端为正方向。

其中，对于预设坐标系，当其坐标系原点与X轴确定后，依据空间直角坐标系的基本原理便可定Y轴和Z轴。Y轴与X轴同一水平面并与X轴垂直，即是以跑道入口端端线及延长线为Y轴，Z轴则是垂直于X轴所在水平面设置。

理论上对于预设坐标系其可以任意设置，本实施例中采用跑道入口端中点作为坐标原点的原因主要是考虑到此处位置方便、明确，便于坐标系的构建。

综合上述实施例，本申请还可对多个障碍目标进行安全风险评估，评估方法具体如下：

构建障碍目标集合，X＝{X

构建影响因素集合，G＝{G

结合表2，将G

对于每一个X

根据目标物的风险评价值大小可以确定障碍目标的危险程度。

在存在多个障碍目标时，对障碍目标进行安全风险评估可为机场工作人员提供处理障碍目标的优先级参考，方便机场工作人员对具有较大安全隐患的障碍目标进行优先处理，降低了机场空域安全事故的发生概率。

在一些实施例中，本是申请还公开一种民航净空安全风险评估装置，包括：

信息获取模块，信息获取模块用于获取障碍目标的影响因素集合，影响因素集合包括障碍目标的速度、相对高度以及障碍目标与航班之间的相对距离、障碍目标与限制面的相对位置关系；

信息处理模块，信息处理模块用于获取影响因素集合内各影响因素的风险影响值和风险影响权重；

风险评估模块，风险评估模块用于基于风险影响值和风险影响权重得到障碍目标的风险评估值。

在一些实施例中，本申请还公开了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述民航净空安全风险评估方法的步骤。

其中，所述计算机设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述计算机设备可以与用户通过键盘、鼠标、遥控器、触摸板或声控设备等方式进行人机交互。

所述存储器至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或D界面显示存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，所述存储器可以是所述计算机设备的内部存储单元，例如该计算机设备的硬盘或内存。在另一些实施例中，所述存储器也可以是所述计算机设备的外部存储设备，例如该计算机设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。当然，所述存储器还可以既包括所述计算机设备的内部存储单元也包括其外部存储设备。本实施例中，所述存储器常用于存储安装于所述计算机设备的操作系统和各类应用软件，例如所述民航净空安全风险评估方法的程序代码等。此外，所述存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。

所述处理器在一些实施例中可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片。该处理器通常用于控制所述计算机设备的总体操作。本实施例中，所述处理器用于运行所述存储器中存储的程序代码或者处理数据，例如运行所述民航净空安全风险评估方法的程序代码。

在一些实施例中，本申请还公开了一种可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述民航净空安全风险评估方法的步骤。

如上即为本申请的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明的验证过程，并非用以限制本申请的专利保护范围，本申请的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本申请的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本申请的保护范围内。