本發(fā)明屬于飛行技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種飛行顛簸預(yù)警方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

飛機(jī)顛簸，是指飛機(jī)飛行中突然出現(xiàn)的忽上忽下、左右搖晃及機(jī)身振顫等現(xiàn)象，其主要是由于飛機(jī)飛入擾動(dòng)氣流區(qū)(包括急流軸或云層)，擾動(dòng)氣流使作用在飛機(jī)上的空氣動(dòng)力和力矩失去平衡，飛行高度、飛行速度和飛機(jī)姿態(tài)等發(fā)生突然變化而引起的。飛機(jī)顛簸強(qiáng)度與擾動(dòng)氣流強(qiáng)度、飛行速度、翼載荷等有關(guān)，通常分為弱、中、強(qiáng)3級(jí)。

面對(duì)風(fēng)機(jī)顛簸的問題，普遍都是利用飛行機(jī)組通過管制員提醒，或者前機(jī)報(bào)告以及對(duì)飛行計(jì)劃和衛(wèi)星云圖的仔細(xì)研究，絕大部分情況下是可以提前預(yù)判到前面有可能存在飛行顛簸。同時(shí)，對(duì)于用經(jīng)驗(yàn)的機(jī)長而言，對(duì)于飛行顛簸都是有一定的預(yù)判能力。但是實(shí)際的飛行過程中，依然存在很多不確定因素，影響到以上人為預(yù)判對(duì)飛行顛簸進(jìn)行預(yù)警的準(zhǔn)確性，尤其是涉及天氣異常情況，沒有辦法及時(shí)對(duì)天氣不確定的異常情況作出精準(zhǔn)的判斷，即使機(jī)長在飛行的過程中發(fā)現(xiàn)異常情況，通常也就只有5-10S左右的緩沖時(shí)間，基本上無法調(diào)整飛行以及發(fā)出通告，從而導(dǎo)致飛行顛簸，甚至意外事故出現(xiàn)的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明的第一目的是：提供一種飛行顛簸預(yù)警方法，能夠有效的對(duì)飛行中的顛簸進(jìn)行提前預(yù)警，并合理規(guī)劃乘務(wù)服務(wù)，從而保證飛行中的人員的人身安全。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明按以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明所述飛行顛簸預(yù)警方法，包括如下步驟：

獲取飛行計(jì)劃和氣象數(shù)據(jù)；

根據(jù)飛行計(jì)劃和氣象數(shù)據(jù)，提取飛行計(jì)劃中的航路點(diǎn)的特定參數(shù)，并且篩選出對(duì)飛行有影響的擾動(dòng)氣流區(qū)；

計(jì)算航路點(diǎn)與篩選出的擾動(dòng)氣流區(qū)的交匯點(diǎn)的坐標(biāo)；

根據(jù)所述交匯點(diǎn)的坐標(biāo)，結(jié)合篩選出的擾動(dòng)氣流區(qū)中對(duì)應(yīng)的擾動(dòng)氣流強(qiáng)度和等級(jí)參數(shù)，推算出交匯點(diǎn)的顛簸持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度；

根據(jù)航路點(diǎn)到達(dá)時(shí)間，計(jì)算出交匯點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間；

根據(jù)所述交匯點(diǎn)的顛簸持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度以及出現(xiàn)的時(shí)間，繪制成顛簸點(diǎn)預(yù)警軌跡，為飛行提供預(yù)警信息。

進(jìn)一步地，在獲取飛行計(jì)劃和氣象數(shù)據(jù)的步驟之后，還包括：

根據(jù)飛機(jī)實(shí)際起飛時(shí)間，修正飛行計(jì)劃和更新氣象數(shù)據(jù)的步驟。

進(jìn)一步地，在提取飛行計(jì)劃中的航路點(diǎn)特定參數(shù)的步驟中，所述航路點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻和飛行計(jì)劃的歷時(shí)則發(fā)生相應(yīng)的調(diào)整。

進(jìn)一步地，根據(jù)航路點(diǎn)到達(dá)時(shí)間，計(jì)算交匯點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間的步驟中，利用空間差值算法計(jì)算獲得對(duì)應(yīng)的交匯點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間。

進(jìn)一步地，所述空間內(nèi)差算法包括反距離權(quán)重法或Kriging克里金插值法。

進(jìn)一步地，所述航路點(diǎn)的特點(diǎn)參數(shù)包括航路點(diǎn)的坐標(biāo)、航路點(diǎn)所在的高度、航路點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻、飛行計(jì)劃的歷時(shí)。

進(jìn)一步地，所述篩選出對(duì)飛行有影響的擾動(dòng)氣流區(qū)的步驟，具體是：根據(jù)航路點(diǎn)所在的高度，篩選出位于該高度及其之上的擾動(dòng)氣流區(qū)。

為了解決上述問題，本發(fā)明的第二目的是：提供一種飛行顛簸預(yù)警系統(tǒng)，對(duì)于不同區(qū)域，不同機(jī)型以及不同經(jīng)驗(yàn)的機(jī)長在不確定的飛行氣象下，提供有效的顛簸預(yù)警。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明按以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明所述飛行顛簸預(yù)警系統(tǒng)，包括：

獲取模塊，用于獲取飛行計(jì)劃和氣象數(shù)據(jù)；

提取模塊，用于提取飛行計(jì)劃中的航路點(diǎn)的特定參數(shù)；

篩選模塊，用于篩選出對(duì)飛行有影響的擾動(dòng)氣流區(qū)；

第一計(jì)算模塊，用于計(jì)算航路點(diǎn)與篩選出的擾動(dòng)氣流區(qū)的交匯點(diǎn)的坐標(biāo)；

推算模塊，用于根據(jù)所述交匯點(diǎn)的坐標(biāo)，結(jié)合篩選出的擾動(dòng)氣流區(qū)中對(duì)應(yīng)的擾動(dòng)氣流強(qiáng)度和等級(jí)參數(shù)，推算出交匯點(diǎn)的顛簸持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度；

第二計(jì)算模塊，根據(jù)航路點(diǎn)到達(dá)時(shí)間，計(jì)算出交匯點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間；

繪制模塊，根據(jù)所述交匯點(diǎn)的顛簸持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度以及出現(xiàn)的時(shí)間，繪制成顛簸點(diǎn)預(yù)警軌跡，為飛行提供預(yù)警信息。

進(jìn)一步地，還包括修正模塊和更新模塊；所述修正模塊，用于根據(jù)實(shí)際情況，修正飛行計(jì)劃；所述更新模塊，用于根據(jù)實(shí)際情況，更新氣象數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，所述第二計(jì)算模塊計(jì)算交匯點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間，運(yùn)用的是空間內(nèi)差算法。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明所述的飛行顛簸預(yù)警方法，是通過計(jì)算飛行計(jì)劃中的航路點(diǎn)與會(huì)導(dǎo)致顛簸的擾動(dòng)氣流區(qū)的交匯點(diǎn)的坐標(biāo)，并且根據(jù)該交匯點(diǎn)坐標(biāo)，結(jié)合篩選出的擾動(dòng)氣流區(qū)中對(duì)應(yīng)的擾動(dòng)氣流強(qiáng)度和等級(jí)參數(shù)，推算出交匯點(diǎn)的顛簸持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度，該持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度是結(jié)合擾動(dòng)氣流區(qū)本身會(huì)存在的擾動(dòng)等級(jí)做出的推算。同時(shí)，在結(jié)合航路點(diǎn)到達(dá)時(shí)間，從而準(zhǔn)確的計(jì)算出交匯點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間，從而精準(zhǔn)的提前預(yù)知在具體哪個(gè)位置、哪個(gè)時(shí)刻會(huì)出現(xiàn)飛行顛簸，以及大致持續(xù)的時(shí)間、強(qiáng)度，進(jìn)而提前為飛行提供顛簸的預(yù)警，從而有效地避免飛機(jī)在飛行過程中出現(xiàn)的飛行顛簸問題，尤其是強(qiáng)度較大顛簸帶來的隱患問題。

同時(shí)，本發(fā)明所述的飛行顛簸預(yù)警系統(tǒng)，針對(duì)不同區(qū)域，不同機(jī)型以及不同經(jīng)驗(yàn)的機(jī)長在不確定的飛行氣象下，都可以有效的提供飛行顛簸的位置、出現(xiàn)時(shí)間、持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度，為整個(gè)飛行系統(tǒng)的安全提供了有效的保障。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1所述的飛行顛簸預(yù)警方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例1所述的飛行顛簸預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意框圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例2所述的飛行顛簸預(yù)警方法的流程示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例2所述的飛行顛簸預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意框圖。

圖中：

1：獲取模塊 2：計(jì)算模塊 3：篩選模塊 4：第一計(jì)算模塊 5：推算模塊

6：第二計(jì)算模塊 7：繪制模塊 8：修正模塊 9：更新模塊

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1～圖4所示，本發(fā)明所述的飛行顛簸預(yù)警方法，通過提前計(jì)算出會(huì)存在顛簸點(diǎn)的具體位置、出現(xiàn)時(shí)間、持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度，從而提前讓機(jī)長做好事先準(zhǔn)備，進(jìn)而有效避免無法通過人為預(yù)判的飛行顛簸，最終為機(jī)組人員或乘機(jī)人員的人身安全提供足夠的保障。

實(shí)施例1：

如圖1所示，本發(fā)明所述的飛行顛簸預(yù)警方法，具體包括如下步驟：

S1：獲取飛行計(jì)劃和氣象數(shù)據(jù)；

其中，飛行計(jì)劃是用于計(jì)劃飛行、飛行管制及導(dǎo)航目的的書面文件或電子數(shù)據(jù)文件。該計(jì)劃是根據(jù)飛機(jī)性能、運(yùn)行限制、計(jì)劃航路及預(yù)計(jì)著陸機(jī)場條件，為安全組織及實(shí)施飛行而制定，其中包括：航班號(hào)、航段、航路點(diǎn)、飛機(jī)類型、注冊(cè)號(hào)、計(jì)劃航路、計(jì)劃高度、計(jì)劃歷時(shí)、備降機(jī)場及航程所需燃油等。

氣象數(shù)據(jù)則是用于反映天氣的數(shù)據(jù)，為飛行提供天氣分析和預(yù)報(bào)范圍的實(shí)時(shí)性強(qiáng)的氣象資料，其可以根據(jù)每個(gè)地區(qū)或國家選用的氣象資料，供飛行過程提供有效、準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)氣象信息。

S2：根據(jù)飛行計(jì)劃和氣象數(shù)據(jù)，提取飛行計(jì)劃中的航路點(diǎn)的特定參數(shù)，并且篩選出對(duì)飛行有影響的擾動(dòng)氣流區(qū)；

該提出的特征參數(shù)具體包括航路點(diǎn)的坐標(biāo)、航路點(diǎn)所在的高度、航路點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻、飛行計(jì)劃的歷時(shí)。其中，航路點(diǎn)在飛行計(jì)劃中比較關(guān)鍵的點(diǎn)，是用來控制飛機(jī)飛行過程中的參考點(diǎn)，其坐標(biāo)也是確定的，同樣，對(duì)于航路點(diǎn)所在的高度、航路點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻、飛行計(jì)劃的歷時(shí)，都是在飛行計(jì)劃中確定性的數(shù)據(jù)信息。因此，對(duì)于提取的航路點(diǎn)的特點(diǎn)參數(shù)具體包括：航路點(diǎn)的坐標(biāo)、航路點(diǎn)所在的高度、航路點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻、飛行計(jì)劃的歷時(shí)。

同時(shí)，根據(jù)特點(diǎn)參數(shù)，篩選出對(duì)飛行有影響的擾動(dòng)氣流區(qū)，具體是：

根據(jù)航路點(diǎn)所在的高度，篩選出位于該高度及其之上的擾動(dòng)氣流區(qū)，也即是對(duì)于擾動(dòng)氣流區(qū)而言，只有位于航路點(diǎn)所在高度以及之上的區(qū)域，都會(huì)給飛行造成顛簸的影響，進(jìn)而為后續(xù)的計(jì)算簡化了大量的數(shù)據(jù)。

S3：計(jì)算航路點(diǎn)與篩選出的擾動(dòng)氣流區(qū)的交匯點(diǎn)的坐標(biāo)；

該交匯點(diǎn)的計(jì)算，也即是空間任意兩曲線求取交點(diǎn)的方式獲得，其具體算法可以直接將兩曲線的方程聯(lián)立求解，也可以利用現(xiàn)有的換算軟件直接獲得，也可以現(xiàn)有其他常規(guī)算法獲得。

S4：根據(jù)所述交匯點(diǎn)的坐標(biāo)，結(jié)合篩選出的所述擾動(dòng)氣流區(qū)中對(duì)應(yīng)的擾動(dòng)氣流強(qiáng)度和等級(jí)參數(shù)，推算出交匯點(diǎn)的顛簸持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度；

該步驟則是根據(jù)已經(jīng)確定的交匯點(diǎn)，結(jié)合氣象數(shù)據(jù)中有影響的擾動(dòng)氣流區(qū)本身對(duì)應(yīng)的擾動(dòng)氣流強(qiáng)度和等級(jí)參數(shù)，推算出該交匯點(diǎn)在產(chǎn)生顛簸時(shí)，會(huì)持續(xù)多久的時(shí)間，以及會(huì)產(chǎn)生多大的強(qiáng)度，為顛簸預(yù)警提供更全面的預(yù)警。該推算主要依據(jù)擾動(dòng)氣流區(qū)本身的擾動(dòng)氣流強(qiáng)度和等級(jí)來區(qū)分，例如：如果擾動(dòng)氣流強(qiáng)度為輕度，則對(duì)應(yīng)造成交匯點(diǎn)產(chǎn)生顛簸的強(qiáng)度也就是輕度，其顛簸持續(xù)時(shí)間則根據(jù)統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)推算得出。

S5：根據(jù)航路點(diǎn)到達(dá)時(shí)間，計(jì)算出交匯點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間；

然后在結(jié)合航路點(diǎn)到達(dá)時(shí)間，通過空間內(nèi)差算法，計(jì)算出對(duì)應(yīng)交匯點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間，也就是為了在哪個(gè)時(shí)間出現(xiàn)顛簸做出準(zhǔn)確預(yù)警。

該空間內(nèi)差算法具體又可以選用反距離權(quán)重法或Kriging克里金插值法獲得。

S6：根據(jù)所述交匯點(diǎn)的顛簸持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度以及出現(xiàn)的時(shí)間，繪制成顛簸點(diǎn)預(yù)警軌跡，為飛行提供預(yù)警信息。

根據(jù)步驟S3、S4、S5獲得的航路點(diǎn)坐標(biāo)、航路點(diǎn)所在的高度、航路點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間以及飛行計(jì)劃的歷時(shí)，繪制出一個(gè)顛簸點(diǎn)預(yù)警軌跡，從而簡明、直觀、有效的提供飛行的預(yù)警信息。

該顛簸點(diǎn)預(yù)警軌跡能夠準(zhǔn)確的顯示出在具體哪個(gè)位置、具體哪個(gè)時(shí)刻出現(xiàn)顛簸點(diǎn)，顛簸出現(xiàn)時(shí)的強(qiáng)度以及會(huì)持續(xù)的時(shí)間，提前給到對(duì)應(yīng)的機(jī)組、機(jī)組人員以及相關(guān)飛行的管控人員，使其提前做好應(yīng)對(duì)不同強(qiáng)度顛簸的防范措施，從而有效的避免飛行顛簸帶來的人身傷害及其相關(guān)隱患，進(jìn)而大大提升了飛行過程中的安全性。

對(duì)應(yīng)地，如圖2所示，所述飛行顛簸預(yù)警系統(tǒng)，包括：

獲取模塊1，用于獲取飛行計(jì)劃和氣象數(shù)據(jù)；

提取模塊2，用于提取飛行計(jì)劃中的航路點(diǎn)的特定參數(shù)；

篩選模塊3，用于篩選出對(duì)飛行有影響的擾動(dòng)氣流區(qū)；

第一計(jì)算模塊4，用于計(jì)算航路點(diǎn)與篩選出的擾動(dòng)氣流區(qū)的交匯點(diǎn)的坐標(biāo)；

推算模塊5，用于根據(jù)所述交匯點(diǎn)的坐標(biāo)，結(jié)合篩選出的擾動(dòng)氣流區(qū)中對(duì)應(yīng)的擾動(dòng)氣流強(qiáng)度和等級(jí)參數(shù)，推算出交匯點(diǎn)的顛簸持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度；

第二計(jì)算模塊6，根據(jù)航路點(diǎn)到達(dá)時(shí)間，計(jì)算出交匯點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間；

繪制模塊7，根據(jù)所述交匯點(diǎn)的顛簸持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度以及出現(xiàn)的時(shí)間，繪制成顛簸點(diǎn)預(yù)警軌跡，為飛行提供預(yù)警信息。

所述飛行顛簸預(yù)警系統(tǒng)，可以十分準(zhǔn)確的提供顛簸點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間、具體地點(diǎn)、顛簸強(qiáng)度以及相應(yīng)持續(xù)的時(shí)間做出的預(yù)警，適用于所有航空器的飛行顛簸預(yù)警，不僅可靠性高，同時(shí)適用性強(qiáng)。

實(shí)施例2：

如圖3所示，在實(shí)際過程中，由于相關(guān)天氣以及其他不可控的因素，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)飛行計(jì)劃修正或者氣象數(shù)據(jù)更新的問題，因此，本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同點(diǎn)就在于：在步驟S1之后，還包括步驟S2’，具體是：

根據(jù)飛機(jī)實(shí)際起飛時(shí)間，修正飛行計(jì)劃和更新氣象數(shù)據(jù)的步驟。

通常情況下，步驟S1中的飛行計(jì)劃和更新氣象數(shù)據(jù)是在飛機(jī)飛行前的24小時(shí)做出的，為了保證具體實(shí)際過程中，每6小時(shí)更新一次氣象數(shù)據(jù)，也就是在飛機(jī)預(yù)計(jì)起飛前的6小時(shí)，氣象數(shù)據(jù)會(huì)更新，如果出現(xiàn)有影響的氣象，則飛機(jī)實(shí)際起飛時(shí)間會(huì)發(fā)現(xiàn)改變，從而使得飛行計(jì)劃也相應(yīng)需要修改，其具體表現(xiàn)為航路點(diǎn)和顛簸點(diǎn)會(huì)發(fā)現(xiàn)改變；同時(shí)，對(duì)于氣象數(shù)據(jù)，尤其是遇到惡劣天氣，也還會(huì)更高頻率地更新氣象數(shù)據(jù)，保證起飛前做出的預(yù)警是可靠及有效的。

因此，對(duì)應(yīng)的，在步驟S3中，也就相應(yīng)會(huì)對(duì)航路點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻、飛行計(jì)劃的歷時(shí)做出調(diào)整，以及氣象數(shù)據(jù)中的擾動(dòng)氣流區(qū)的具體情形也會(huì)發(fā)生變化，尤其是對(duì)飛行造成影響的擾動(dòng)氣流區(qū)，會(huì)直接導(dǎo)致計(jì)算航路點(diǎn)與氣象數(shù)據(jù)中擾動(dòng)氣流區(qū)的交匯點(diǎn)的坐標(biāo)發(fā)生改變。

與此同時(shí)，對(duì)于步驟S4，推送出的顛簸強(qiáng)度和顛簸持續(xù)時(shí)間也相應(yīng)會(huì)發(fā)生調(diào)整；

同理，對(duì)于步驟S5，利用空間內(nèi)差算法，計(jì)算交匯點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻也會(huì)相應(yīng)發(fā)生調(diào)整。

本實(shí)施例與實(shí)施例1相比，其更接近實(shí)際情況，因?yàn)轱w行計(jì)劃，尤其是氣象數(shù)據(jù)，經(jīng)常會(huì)發(fā)生變化，那么對(duì)于飛行顛簸的預(yù)警，普遍采用的是實(shí)施例2的方式進(jìn)行，其會(huì)更為準(zhǔn)確的提前預(yù)知發(fā)生顛簸的具體位置和時(shí)刻，從而進(jìn)一步提升了顛簸預(yù)警的可靠性。

對(duì)應(yīng)的，如圖4所示，本發(fā)明所述的飛行顛簸預(yù)警系統(tǒng)，與實(shí)施例1相比，還包括修正模塊8和更新模塊9；

所述修正模塊8，用于根據(jù)實(shí)際情況，修正飛行計(jì)劃；

所述更新模塊9，用于根據(jù)實(shí)際情況，更新氣象數(shù)據(jù)。

所述修正模塊8和更新模塊9進(jìn)一步將獲取的飛行計(jì)劃和氣象數(shù)據(jù)更接近于實(shí)際，也是為提供的顛簸預(yù)警的準(zhǔn)確性提供保障。

本發(fā)明所述的飛行顛簸預(yù)警方法及其系統(tǒng)的其它結(jié)構(gòu)參見現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，故凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何修改、等同變化與修飾,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。