无人机起降场的进离场路线和时隙分配方法

1.一种无人机起降场的进离场路线和时隙分配方法，其特征在于，步骤如下：1)建立无人机进港备选走廊库、离港备选走廊库；2)根据无人机占用停机位的时间间隔，分别计算各停机位的标准可使用时间序列和任务申报阶段可分配时间序列；3)接收运营单位申报的无人机任务信息，根据信息格式和内容判断该任务信息是计划申报、起飞申请或降落申请；若是计划申报类无人机任务则执行步骤4)；若是起飞申请类无人机任务则执行步骤5)；若是降落申请类无人机任务则执行步骤6)；4)校验运营单位申报的计划申报类无人机任务信息，判断运营单位申报的起飞时刻在起飞起降场、降落时刻在降落起降场是否有空闲时隙和空闲停机位能够提供保障分配，并获取进离场路线集，将结果反馈给运营单位，结束计划申报阶段进离场路线和时隙的分配；5)校验运营单位申请的起飞申请类无人机任务信息，根据运营单位申请无人机任务的实际使用时间，判断起降场是否有空闲时隙和空闲停机位能够提供保障分配，并获取进离场路线集，将结果反馈给运营单位，结束起飞申请阶段进离场路线和时隙的分配；6)校验运营单位申请的降落申请类无人机任务信息，根据运营单位申请无人机任务的实际使用时间，判断起降场是否有空闲时隙和空闲停机位能够提供保障分配，并获取进离场路线集，将结果反馈给运营单位，结束降落申请阶段进离场路线和时隙的分配；所述步骤1)具体包括：11)按照右侧通行原则，距离飞行主航线右侧航路D米的位置地面设置无人机起降场，D大于无人机相互间水平安全距离的最大间隔标准HSD；12)设置航路的进港航路点和离港航路点；具体设置方法如下：进港航路点设置规则：以飞行主航线右侧航路为标准，水平方向距离起降场的最远停机位L米位置设置进港航路点，该进港航路点到飞行主航线左侧航路的垂直点为飞行主航线左侧航路的进港航路点；离港航路点设置规则：以各机坪停机位到航路的垂直点为飞行主航线左侧航路的离港航路点、右侧航路的离港航路点；13)将飞行主航线与起降场之间高度H划分为离港空域和进港空域；具体划分方法如下：进港空域位于下层，高度为H1，根据进港无人机飞行量将H1设置多个飞行高度层，划分出不同的进港备选走廊飞向不同的停机位；离港空域位于上层，高度从H1至H，H-H1大于无人机相互间的垂直安全距离的最大间隔标准VSH，至少留有两个飞行高度层，划分出不同的离港备选走廊分别提供给离港无人机飞向航线的左侧航路、右侧航路；14)设置进港无人机等待区，进港无人机等待区用于无人机提前入港、起降场无空余停机位时，无人机在此区域盘旋等待；进港无人机等待区的设置规则为飞行主航线左侧航路、右侧航路进港航路点下方的空域；15)建立进离场航线信息库DB 1 ，将规划的进港备选走廊、离港备选走廊保存在进离场航线信息库DB 1 中，形成无人机进港备选走廊库、离港备选走廊库，具体字段信息包括：起降类别、起始点、终止点、具体航路；其中，起降类别规定为：起飞或降落；起始点、终止点规定为：当起降类别为起飞时，起始点表示停机位，终止点表示离港点；当起降类别为降落时，起始点表示进港点，终止点表示停机位；具体航路规定为：根据飞行经过的航路点的先后顺序，由各关键航路点组成。 2.根据权利要求1所述的无人机起降场的进离场路线和时隙分配方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括：21)根据无人机占用停机位的时间间隔计算每个小时内停机位的标准可使用时间序列T B ，T B ＝{(n-1)×t b |n＝1,2,3,…,N B }，其中，t b 表示无人机占用停机位的时间间隔，无人机占用停机位的时间间隔是指机坪为保障无人机有序使用停机位和起降通道必须的最小安全时间；N B 表示每个小时内停机位可保障的最大无人机数量， INT(·)是取整函数；22)起降场停机位集合为{(S i |i＝1,2,3,…,I}，其中，I为停机位的数量；每个停机位的配置参数为K，用以确定每个停机位在无人机任务申报时可用时间序列；被预留可用时间停机位的任务申报阶段可分配时间序列T J ，如下：T J ＝{(n-1)×Kt b |n＝1,2,3,…,N J }其中， 停机位在任务申报阶段可分配时间序列集T si ，如下：其中，I为停机位的数量，1<i n <I。 3.根据权利要求2所述的无人机起降场的进离场路线和时隙分配方法，其特征在于，所述步骤22)中停机位的配置参数K用于预留部分停机位的可用时间在任务申报阶段不可被分配，当突发事件发生时，起降场有空闲时隙和空闲停机位能够被使用；当停机位的配置参数K大于1时，停机位被预留可用时间。 4.根据权利要求1所述的无人机起降场的进离场路线和时隙分配方法，其特征在于，所述步骤3)具体包括：当无人机任务信息为计划申报时，无人机任务信息中具体数据项格式和内容包括：运营单位、任务号、执行日期、机型、申请起降场编号、申请时刻、起降类别、操作时间；当无人机任务信息为起飞申请时，无人机任务信息中具体数据项格式和内容包括：运营单位、任务号、执行日期、机型、分配停机位编号、分配时刻、起降类别、实际使用时间、离港航路点、执行标志，申请起飞操作时间；当无人机任务信息为降落申请时，无人机任务信息中具体数据项格式和内容包括：运营单位、任务号、执行日期、机型、分配停机位编号、分配时刻、起降类别、实际使用时间、进港航路点、执行标志，申请降落操作时间。 5.根据权利要求1所述的无人机起降场的进离场路线和时隙分配方法，其特征在于，所述步骤4)具体包括：41)建立无人机任务申报信息表DB 2 ，其具体字段信息包括：运营单位、任务号、执行日期、机型、申请起降场编号、申请时刻、起降类别、分配停机位编号、分配时间、进离场路线，实际使用停机位编号、实际使用时间、实际进离场路线、执行标志、操作时间；42)校验运营单位申报的计划申报类无人机任务信息，具体信息字段包括：运营单位、任务号、执行日期、机型、申请起降场编号、申请时刻、起降类别、操作时间；当校验不通过时，将不通过原因返回给运营单位，结束；否则，执行步骤43)；在校验计划申报类无人机任务信息时，只要有一个校验项不符合则认为不通过，具体校验方法包括：运营单位是否为具备申报权限的单位；定义最少提前申报时间参数T ss ，判断执行日期是否符合T ss 的提前要求，具体为执行日期减去操作时间是否大于T ss ；无人机机型是否符合无人机起降场的保障能力范围；申请起降场编号是否为当前起降场；申请时刻是否符合标准可使用时间序列T B 的要求；43)计算分配时隙和分配停机位编号，并从进离场航线信息库DB 1 中获取进离场路线集A r ；44)将获得的数据存入无人机任务申报信息表DB 2 ，并将结果进行反馈，结束申报阶段流程。 6.根据权利要求5所述的无人机起降场的进离场路线和时隙分配方法，其特征在于，所述步骤43)具体包括：431)根据定义的分配时间可冗余范围[0,W]，建立计算分配时间序列T F ，T F ＝{MIN(T S )+n×t b |n＝0,1,2,3,…,N F },其中, T S 为无人机任务信息中的申请时刻，MIN(T S )为T S 的分钟值；432)按顺序依次获取计算分配时间序列T F 中数据，将获取的计算分配时间赋值于分配时间变量参数V t ，当计算分配时间序列中数据被获取完时，执行步骤436)，否则，执行步骤433)；433)将分配时间变量参数V t 与停机位在任务申报阶段可分配时间序列集T si 进行匹配，获得V t 时刻预计可分配时刻的停机位集 如下：当停机位集 时，执行步骤434)；否则，返回步骤432)；434)将运营单位申报的计划申报类无人机任务信息中执行日期、分配时间变量参数V t 与无人机任务申报信息表DB 2 中执行标志不为取消执行的记录数据的执行日期、分配时间进行匹配，获取相匹配记录数据的分配停机位编号，得到V t 时刻已被分配时刻的停机位集 435)计算V t 时刻时间可分配时刻的停机位集S vt ： 且 当停机位集S vt 有数据时，将停机位集S vt 集内第一个数据赋值于分配停机位编号变量参数V St ,结束计算，执行步骤436)；否则，返回步骤432)；436)判断分配时间变量参数V t 和分配停机位编号变量参数V St 是否有值；如果有一个参数无值，则提示运营单位无可分配时间或无可分配停机位，结束；否则，执行步骤437)；437)从进离场航线信息库DB 1 中获取进离场路线集A r ；运营单位申报的计划申报类无人机任务信息中起降类别为起飞时，将分配停机位编号变量参数V St 与进离场航线信息库DB 1 中起始点进行匹配，获得进离场航线信息库DB 1 中具体航路字段的数据值，将该数据值赋值给进离场路线集A r ；运营单位申报的计划申报类无人机任务信息中起降类别为降落时，将分配停机位编号变量参数V St 与进离场航线信息库DB 1 中终止点进行匹配，获得进离场航线信息库DB 1 内具体航路字段的数据值，将该数据值赋值给进离场路线集A r 。 7.根据权利要求1所述的无人机起降场的进离场路线和时隙分配方法，其特征在于，所述步骤5)具体包括：51)校验运营单位申请的起飞申请类无人机任务信息，具体信息字段包括运营单位、任务号、执行日期、机型、分配停机位编号、分配时刻、起降类别、实际使用时间、离港航路点、执行标志，申请起飞操作时间；当校验不通过时，将不通过原因返回给运营单位，结束；否则，执行步骤52)；在校验起飞申请类无人机任务信息时，只要有一个校验项不符合则认为不通过，具体校验方法包括：定义最小提前申请时间参数T ds ，判断实际使用时间减去申请起飞操作时间是否大于最小提前时间参数T ds ；实际使用时间是否符合标准可使用时间序列T B 的要求；起降类别是否为起飞；52)将运营单位申请的起飞申请类无人机任务信息中运营单位、任务号、执行日期、机型、分配停机位编号、分配时刻、起降类别与无人机任务申报信息表DB 2 中对应字段进行匹配，如果匹配到的数据非唯一条，则提示运营单位本次申请的无人机任务起飞信息有错，结束；否则，执行步骤53)；53)判断起飞申请类无人机任务信息中执行标志，当执行标志为取消执行时，从无人机任务申报信息表DB 2 中查找到任务记录，将该任务记录的执行标志修改为取消执行，结束；否则，执行步骤54)；54)判断无人机任务申报信息表DB 2 表中匹配记录的分配时刻与起飞申请类无人机任务信息中实际使用时间是否相等，如果相等，分配停机位编号变量参数V St ＝分配停机位编号，分配时间变量参数V t ＝实际使用时间，执行步骤56)；否则，执行步骤55)；55)根据实际使用时间重新计算分配时隙和分配停机位编号；56)从进离场航线信息库DB 1 中获取进离场路线集A r ；将分配停机位编号变量参数V St 、起飞申请类无人机任务信息中离港航路点与进离场航线信息库DB 1 中起始点、终止点进行匹配，获得进离场航线信息库DB 1 中具体航路字段的数据值，将该数据值赋值给进离场路线集A r ；57)将获得的数据修改无人机任务申报信息表DB 2 匹配到的记录，并将结果反馈给运营单位，结束起飞阶段流程。 8.根据权利要求7所述的无人机起降场的进离场路线和时隙分配方法，其特征在于，所述步骤55)具体包括：551)重新计算分配时间序列T F ；当实际使用时间小于分配时刻时，T F ＝{MIN(T SD )}，其中，T SD 为实际使用时间，MIN(T SD )为T SD 的分钟值；当实际使用时间大于分配时刻时，根据定义的分配时间可冗余范围[0,W]，T F ＝{MIN(T SD )+n×t b |n＝0,1,2,3,…,N F },其中, 552)按顺序依次获取计算分配时间序列T F 内数据，将获取的计算分配时间赋值于分配时间变量参数V t ，当计算分配时间序列中数据被获取完时，执行步骤556)；否则，执行步骤553)；553)将分配时间变量参数V t 与停机位在任务申报阶段可分配时间序列集T si 相匹配，获得V t 时刻预计可分配时刻的停机位集 如下：当停机位集 有数据时，执行步骤554)；否则，返回步骤552)；554)将运营单位申请的起飞申请类无人机任务信息中执行日期、分配时间变量参数V t 与无人机任务申报信息表DB 2 中执行标志不为取消执行的记录数据的执行日期、分配时间进行匹配，获取相匹配记录数据的分配停机位编号，得到V t 时刻已被分配时刻的停机位集 555)计算V t 时刻时间可分配时刻的停机位集S vt ，如下：当停机位集S vt 有数据时，将停机位集S vt 集内第一个数据赋值于分配停机位编号变量参数V St ,结束计算，执行步骤556)；否则，返回步骤552)；556)判断分配时间变量参数V t 和分配停机位编号变量参数V St 是否有值；如果有一个参数无值时，则提示运营单位无可分配时间或无可分配停机位；否则，执行步骤56)。 9.根据权利要求1所述的无人机起降场的进离场路线和时隙分配方法，其特征在于，所述步骤6)具体包括：61)校验运营单位申请的降落申请类无人机任务信息，具体信息字段包括运营单位、任务号、执行日期、机型、分配停机位编号、分配时刻、起降类别、实际使用时间、进港航路点、执行标志，申请降落操作时间；当校验不通过时，将不通过原因返回给运营单位，结束；否则，执行步骤62)；在校验降落申请类无人机任务信息时，只要有一个校验项不符合则认为不通过，具体校验方法包括：实际使用时间是否符合标准可使用时间序列T B 的要求；起降类别是否为降落；62)将申请的降落申请类无人机任务信息中运营单位、任务号、执行日期、机型、分配停机位编号、分配时刻、起降类别与无人机任务申报信息表DB 2 中对应字段进行匹配，如果匹配到的数据非唯一条，则提示运营单位本次申请的无人机任务降落信息有错，结束；否则，执行步骤63)；63)判断降落申请类无人机任务信息中执行标志，当执行标准为取消执行时，从无人机任务申报信息表DB 2 中查找到任务记录，将该任务记录的执行标志修改为取消执行，结束；否则，执行步骤64)；64)判断无人机任务申报信息表DB 2 表中匹配记录的分配时刻与降落申请类无人机任务信息中实际使用时间是否相等，如果相等，分配停机位编号变量参数V St ＝分配停机位编号，分配时间变量参数V t ＝实际使用时间，执行步骤66)；否则，执行步骤65)；65)根据实际使用时间重新计算分配时隙和分配停机位编号；66)从进离场航线信息库DB 1 中获取进离场路线集A r ；将分配停机位编号变量参数V St 、降落申请类无人机任务信息中进港航路点与进离场航线信息库DB 1 中终止点、起始点相匹配，获得进离场航线信息库DB 1 中具体航路字段的数据值，将该数据值赋值给进离场路线集A r ；67)将获得的数据修改无人机任务申报信息表DB 2 匹配到的记录，并将结果反馈给运营单位，结束降落阶段流程。 10.根据权利要求9所述的无人机起降场的进离场路线和时隙分配方法，其特征在于，所述步骤65)具体包括：651)重新计算分配时间序列T F ；当实际使用时间小于分配时刻时，T F ＝{MIN(T SD )+n×t b |n＝0,1,2,3,…,N F }，其中，T SD 为实际使用时间，MIN(T SD )为T SD 的分钟值, 当实际使用时间大于分配时刻时，根据定义的分配时间可冗余范围[0,W]，T F ＝{MIN(T SD )+n×t b |n＝0,1,2,3,…,N F },其中, 652)按顺序依次获取计算分配时间序列T F 内数据，将获取的计算分配时间赋予分配时间变量参数V t ，当计算分配时间序列中数据被获取完时，执行步骤655)，否则，执行步骤653)；653)将运营单位申请的降落申请类无人机任务信息中执行日期、分配时间变量参数V t 与无人机任务申报信息表DB 2 中执行标志不为取消执行的记录数据的执行日期、分配时间进行匹配，获取相匹配记录数据的分配停机位编号，得到V t 时刻已被分配时刻的停机位集 654)计算V t 时刻时间可分配时刻的停机位集S vt ，如下：当停机位集S vt 不有数据时，将停机位集S vt 集内第一个数据赋值于分配停机位编号变量参数V St ,结束计算，执行步骤655)；否则，返回步骤652)；655)判断分配时间变量参数V t 和分配停机位编号变量参数V St 是否有值，如果有一个参数无值时，则提示运营单位无可分配时间或无可分配停机位；否则，执行步骤66)。