CN114898601A - 一种冲突规避方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本专利公开了一种冲突规避方法及装置,属于机场场面滑行冲突规避领域,用于增强飞机驾驶员情景意识和对机场的态势感知能力,保障飞行机场场面滑行安全。本发明的主要技术方案为:为第一活动终端设立安全预警区域,当第二活动终端进入安全预警区域,通过第一通信方式向第一活动终端和/或第二活动终端反馈提示信息。所述安全预警区域以所述第一活动终端为中心,包括第一区、第二区、第三区;各区的面积由所述第一活动终端的移动速度确定。
Description
技术领域
本发明涉及机场场面滑行冲突规避领域,尤其涉及一种冲突规避方法及装置。
背景技术
当前机场飞机场面滑行阶段的冲突规避主要依赖于管制员,针对飞机驾驶员的机场场面滑行引导及冲突规避的方法主要包括:在机场部署灯光引导设备、在机载显示端配置移动电子地图的方法,来实现机场场面滑行引导及滑行过程中的冲突规避。
通过在机场部署灯光引导设备,实现机场场面滑行及冲突规避的方法:利用灯光引导设备,引导飞机按照规定的路线滑行,当滑行灯为绿色时,航空器可通过,当滑行灯光为红色时,航空器需停止等待。但利用滑行灯光的引导方法,在低能见度条件下,滑行灯光较难看清,飞机很容易偏离滑行路径或与其他航空器和车辆发生碰撞,造成安全事故;并且机场引导灯光设备运行和维修成本较高,
在机载显示端配置移动电子地图也是一种较为广泛的方法,通过机载移动电子地图,可为飞机驾驶员提供机场地图背景下的周围环境信息和本机位置信息,但机场移动电子地图对其他航空器、引导车、工作人员等动态活动目标信息,提供的信息较少,不能有效增加飞机驾驶员的情景意识。
可见,飞机驾驶员在进行场面滑行冲突规避时多依赖于管制员的喊话,由于自身缺乏情景意识和对机场的态势感知能力,不利于场面滑行冲突规避。
发明内容
本发明提供一种冲突规避方法及装置,用于解决飞机驾驶员场面滑行阶段缺乏情景意识,对机场的态势感知能力较差的问题。
本发明实施例提供一种冲突规避方法,所述方法包括:
为第一活动终端设立安全预警区域,当第二活动终端进入安全预警区域,通过第一通信方式向第一活动终端和/或第二活动终端反馈提示信息。
所述提示信息包括第一提示信息、第二提示信息、第三提示信息;
所述第一提示信息包括关注所述第二活动终端的位置;
所述第二提示信息包括冲突告警;
所述第三提示信息包括停止滑行告警。
所述安全预警区域以所述第一活动终端为中心,包括第一区、第二区、第三区;各区的面积由所述第一活动终端的移动速度确定。
所述各区以所述第一活动终端为圆心,各区的半径R=k*v;其中,v是所述第一活动终端的移动速度,k是驾驶员反应时间参数;所述第一区的半径R1=k1*v;所述第二区的半径R2=k2*v;所述第三区的半径R3=k3*v。
所述第一通信方式包括端与端通信,端与端通信包括以下步骤:
第一活动终端向边缘服务器共享其位置信息;
基于第一活动终端的位置信息,边缘服务器查找第二活动终端的设备特征值;
边缘服务器将第二活动终端的设备特征值发送至第一活动终端;
第一活动终端接收边缘服务器发送的第二活动终端的设备特征值,与第二活动终端利用场地互联网直接通信;
当第二活动终端进入安全预警区域的第一区,第一活动终端请求第二活动终端反馈第一提示信息;
当第二活动终端进入安全预警区域的第二区,第一活动终端向第二活动终端反馈所述第二提示信息;
当第二活动终端进入安全预警区域的第三区,第一活动终端向第二活动终端反馈所述第三提示信息。
所述设备特征值包括MAC地址、IP地址。
所述第一通信方式包括边与端通信,边与端通信还用于向活动终端发送碰撞风险告警信息,包括以下步骤:
活动终端通过场地互联网向边缘服务器共享信息集;
边缘服务器向活动终端共享预滑行路径、关键节点到达时间;
边缘服务器基于各活动终端的预滑行路径,计算出复用路径;
边缘服务器计算各活动终端到达复用路径的预计到达时间;
当预计到达时间有冲突,通知管制员为冲突的活动终端重新规划滑行路径;
当预计到达时间无冲突,继续监测会复用路径的各活动终端的定位;
当边缘服务器监测到有活动终端进入复用路径,监测将会复用路径的其他活动终端的定位、速度,评估与已进入复用路径的活动终端的碰撞风险,将碰撞风险生成告警信息发送已进入复用路径的活动终端。
所述信息集包括活动终端的位置、速度、航向。
本发明实施例提供一种冲突规避装置,所述装置包括:
冲突监测模块,用于为第一活动终端设立安全预警区域;
冲突告警模块,用于当第二活动终端进入安全预警区域,通过第一通信方式向第一活动终端和/或第二活动终端反馈提示信息。
本发明实施例提供一种计算机设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如所述冲突规避方法。
有益效果:
相对于现有技术,本发明实施例提供的冲突规避方法及装置能够通过为机载终端设立动态的安全预警区域,并利用机场互联网的信息共享以及边缘计算服务器与机载终端之间、机载终端与机载终端之间的数据通信,实时更新机载终端周围的动态活动目标信息,可以增强飞机驾驶员的情景意识和对机场的态势感知能力,从而实现“停机坪-跑道口”场面滑行过程中飞机终端的冲突检测和规避,进而提高机场场面活动的安全性,同时,本发明也十分适用于低能见度的环境条件,飞机驾驶员可以实时、主动得到飞机周围的活动目标情况,作出相应冲突规避处理,大幅度提高极端天气下机场场面活动的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例中冲突规避方法的总流程图;
图2是本发明实施例2的安全预警区域示意图;其中,1-识别区;2-警告区;3-危险区。
图3是本发明一实施例中端与端通信的流程图;
图4是本发明一实施例中边与端通信的流程图;
图5是本发明一实施例中冲突规避装置的框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
为在机场场面滑行的飞机设立安全预警区域,当其他飞机进入此架飞机的安全预警区域,通过边与端通信的方式或端与端通信的方式,为此架飞机和进入安全预警区域的飞机反馈提示信息。飞机驾驶员接收到反馈的提示信息,会了解当下飞机周围的情况,并对不同的提示信息作出相应的反应,这样可以增强飞机驾驶员的情景意识,并且在收到提示信息后,有效避免冲突发生。
实施例2
本实施例中,各活动终端为机载终端,基于飞机的滑行速度,为每个机载终端划分了安全预警区域,安全预警区域的第一区为识别区、第二区为警告区、第三区为危险区,飞机的滑行速度越大,滑行冲突解脱所需的时间越长,安全预警区域的半径应越大。本实施例中,安全预警区域半径与飞机的滑行速度成正比,其中:
如图2所示,识别区是以飞机为圆心,以R1为半径的圆形区域。警告区是以飞机为圆心,以R2为半径的圆形区域。危险区是以飞机为圆心,以R3为半径的圆形区域。其中,识别区半径R1,警告区半径R2,危险区半径R3与飞机滑行速度v之间的关系为:R1=k1*v;R2=k2*v;R3=k3*v;k为飞机驾驶员反应时间参数。
如图3所示,为了让机载终端能够快速直接地获取其他机载终端的滑行态势信息,使用端与端通信直接进行机载终端之间的提示信息反馈。步骤主要包括:当某一机载终端识别到有其他飞机驶入识别区时,为本机飞机驾驶员显示驶入识别区飞机的位置;识别到有其他飞机闯入警告区时,通过端间通信向闯入警告区飞机及本机发出冲突告警;识别到有其他飞机闯入危险区时,通过端间通信向本机和闯入危险区飞机发出飞机停止滑行告警,
此实施例中,根据机载终端的实际位置来查找以其为圆心,周边150米内的其他飞机,实际应用中,根据机场大小,机场局域网的设置等情况,此范围会做相应调整,端与端通信,指的是机载终端之间的端间通信具体过程如下:
机载终端向边缘服务器共享其位置信息;
机载终端向边缘服务器请求获取其周边150米内其他机载终端的设备特征值,如IP地址;
边缘服务器基于机载终端的位置信息,查找该位置150米范围内的其他机载终端的IP地址发送给机载终端;
机载终端接收边缘服务器发送的其他机载终端的IP地址,与其他终端利用机场互联网进行通信,请求获得其他终端的高精度定位信息、速度、航向、预滑行路径以及关键节点预计到达时间等。
当其他飞机驶入本机识别区时,本机应关注驶入识别区飞机,并为飞机驾驶员提示驶入识别区的飞机的实时位置。当其他飞机驶入本机警告区时,应向飞机驾驶员显示闯入警告区的飞机实时位置、后续预滑行路径以及关键节点预计到达时间,并向本机飞机驾驶员和驶入警告区的飞机发出冲突告警。当其他飞机驶入本机危险区时,应为飞机驾驶员发出红色告警显示,并立即指示飞机停止滑行。同时,向驶入危险区飞机飞机驾驶员发送停止滑行警告。
实施例3
边与端通信,具体指边缘服务器和活动终端之间的通信,除了能够为机载终端的安全预警区域服务,还可实现全局冲突预测:在此实施例中,基于各个机载终端通过机场互联网向边缘服务器实时共享飞机高精度定位信息、速度信息、航向信息,关键节点预计到达时间等信息,将预滑行路径、碰撞告警信息转发给各个机载终端,实现高效的场面滑行冲突规避。
具体过程如下,如图4所示:
边缘服务器对比各个机载终端的预滑行路径,计算出会复用的路径;
计算各机载终端到达复用路径的预计时间,若无预计到达时间冲突,需继续监视这些机载终端的高精度定位;若有预计到达时间冲突,应报告给塔台管制员,为其重新规划滑行路径;
当边缘服务器监测到其中一个机载终端进入复用路径后,持续监测其他会驶入复用路径机载终端的高精度位置、速度,计算其与已驶入复用路径飞机是否会有碰撞风险,并生成冲突告警发送给该机载终端。
应理解,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
在一实施例中,提供一种冲突规避装置,该冲突装置与上述实施例中冲突规避方法一一对应,如图5所示:
冲突监测模块,用于为第一活动终端设立安全预警区域,还用于接收从冲突告警模块反馈的提示信息;
冲突告警模块,用于当第二活动终端进入安全预警区域,通过第一通信方式向第一活动终端和/或第二活动终端反馈提示信息。
关于冲突规避装置的具体限定可以参见上文中对于冲突规避方法的限定,在此不再赘述。上述冲突规避装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备可以是服务器,该计算机设备包括通过***总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作***、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作***和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种冲突规避方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种冲突规避方法,其特征在于,所述方法包括:
为第一活动终端设立安全预警区域,当第二活动终端进入安全预警区域,通过第一通信方式向第一活动终端和/或第二活动终端反馈提示信息。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述提示信息包括第一提示信息、第二提示信息、第三提示信息;
所述第一提示信息包括关注所述第二活动终端的位置;
所述第二提示信息包括冲突告警;
所述第三提示信息包括停止滑行告警。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述安全预警区域以所述第一活动终端为中心,包括第一区、第二区、第三区;各区的面积由所述第一活动终端的移动速度确定。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述各区以所述第一活动终端为圆心,各区的半径R=k*v;其中,v是所述第一活动终端的移动速度,k是驾驶员反应时间参数;所述第一区的半径R1=k1*v;所述第二区的半径R2=k2*v;所述第三区的半径R3=k3*v。
5.根据权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于,所述第一通信方式包括端与端通信,端与端通信包括以下步骤:
第一活动终端向边缘服务器共享其位置信息;
基于第一活动终端的位置信息,边缘服务器查找第二活动终端的设备特征值;
边缘服务器将第二活动终端的设备特征值发送至第一活动终端;
第一活动终端接收边缘服务器发送的第二活动终端的设备特征值,与第二活动终端利用场地互联网直接通信;
当第二活动终端进入安全预警区域的第一区,第一活动终端请求第二活动终端反馈第一提示信息;
当第二活动终端进入安全预警区域的第二区,第一活动终端向第二活动终端反馈所述第二提示信息;
当第二活动终端进入安全预警区域的第三区,第一活动终端向第二活动终端反馈所述第三提示信息。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述设备特征值包括MAC地址、IP地址。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一通信方式包括边与端通信,边与端通信还用于向活动终端发送碰撞风险告警信息,包括以下步骤:
活动终端通过场地互联网向边缘服务器共享信息集;
边缘服务器向活动终端共享预滑行路径、关键节点到达时间;
边缘服务器基于各活动终端的预滑行路径,计算出复用路径;
边缘服务器计算各活动终端到达复用路径的预计到达时间;
当预计到达时间有冲突,通知管制员为冲突的活动终端重新规划滑行路径;
当预计到达时间无冲突,继续监测会复用路径的各活动终端的定位;
当边缘服务器监测到有活动终端进入复用路径,监测将会复用路径的其他活动终端的定位、速度,评估与已进入复用路径的活动终端的碰撞风险,将碰撞风险生成告警信息发送已进入复用路径的活动终端。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述信息集包括活动终端的位置、速度、航向。
9.一种冲突规避装置,其特征在于,所述装置包括:
冲突监测模块,用于为第一活动终端设立安全预警区域;
冲突告警模块,用于当第二活动终端进入安全预警区域,通过第一通信方式向第一活动终端和/或第二活动终端反馈提示信息。
10.一种计算机设备,其特征在于,所述设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8任一项所述冲突规避方法。
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