[发明专利]一种空中廊道航班延误系统弹性测算方法

权利要求书

1.一种空中廊道航班延误系统弹性测算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：单个航班延误偏差测算，利用经纬度计算航迹点间距离，根据距离加权分配时间(使用python3.6.4实现)，将航班计划起降和飞行时间分配给每一个航迹点，以实际时间减去计划时间指示飞行过程中产生的时间偏差，正值意味着延误产生，负值意味着延误吸收，至峰值即代表一个延误事件形成，延误偏差其中，x、y代表航迹点经纬度，i代表该航班飞行过程中延误事件出现的次数，l代表该飞行轨迹；

步骤2：分析个体航空流相互作用，个体航班延误引将起后续传染扩散以致引发网络拥堵。因此要建立邻近流相互作用模型，检测个体航班的微观流动性对整体空中廊道航空流网络结构的影响。跟踪个体航迹点，建立带有地理编码并包含延误事件的微观数据流集，以时间序列建立延误偏差数据流的传播特征。延误偏差时间序列的传播推算表示为：[E_t-T’+1,...,E_t-1,E_t]→[E_t+1,...,E_t+2,E_t+T]，在时间维度上检测航班延误偏差事件的分布特征和传递特征；

步骤3：系统延误累积测算，使用概率密度函数(Probability Density Function,PDF)可描述单个航班延误偏差E在某个确定取值点附近的可能性，分布函数f_E(t)表示时长为t的延误事件发生概率，阈值τ在延误偏差的极值域内进行选择以包含所有延误事件，概率密度分布为

以互补累积分布函数(Complementary Cumulative Distribution Function,CCDF)描述所有大于阈值τ的延误偏差出现概率的和，表示延误幅度的概率分布以度量累积效应，延误事件次数即是延误偏差函数经过阈值τ的次数，正延误和负延误事件的累积分布分别由下式得出：

正延误和负延误累积量分别为

d⁺＝∑_τ＞0τ×p⁺(τ) (5)

d^-＝-∑_τ＜0τ×p^-(τ) (6)

其中d⁺和d^-可以在特定时间和位置上进行测算。

步骤4：系统延误弹性系数测算，系统对每一个正延误事件都能创建一个或多个派生事件形成累积或恢复，这种延误弹性适用于整个系统，故此可通过d⁺和d^-的关系测算系统延误弹性系数用于评估系统从延误中恢复的能力，定义

D＝log(d⁺/d^-) (7)

D为负值代表系统无法弥补所累积的正延误事件，D为正值则代表吸收延误的能力强于系统延误累积且体现系统弹性；

步骤5：采用数据流滑动窗口实时定位延误累积和吸收的位置，以每个SW(如1小时)的航迹数据检测航班延误分布的不平衡状态，选取延误累积密集航段和延误持续时间检测空中廊道系统是否具有弹性；

步骤6：创建网格容量索引，以系统延误弹性系数叠加网格图，由地理信息系统根据网格量值大小生成航班延误热区，以此对整个空中廊道系统的延误弹性计算结果可视化，衡量途中航空流在不同时段的延误波动特征(包括延误的累积和吸收)衡量空中廊道中航班通过能力的差异和参与航线/枢纽机场的决定作用。