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龙图腾网获悉南京航空航天大学申请的专利一种面向自主运行场景的空域风险建模方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119763376B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-21发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411770203.9，技术领域涉及：G08G5/80；该发明授权一种面向自主运行场景的空域风险建模方法是由王中叶;张世佳;张洪海;王雨晗;夷珈设计研发完成，并于2024-12-04向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种面向自主运行场景的空域风险建模方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种面向自主运行场景的空域风险建模方法，属于航空运输安全领域。为满足未来自主运行模式下空域风险评估精细化和即时性的要求，首先建立航空器椭球体风险影响区确定风险影响范围，将空域栅格化以提高模型计算效率；其次基于人工势场理论，综合考虑距离、速度、航向等因素对空域各栅格的实时风险影响构建空域风险评估模型；接下来设置仿真场景，计算冲突指标与空域风险值之间的相关性，说明模型的合理性；最后提出空域热点栅格标记方法，结合多种栅格尺度对空域热点分布进行可视化。本发明基于人工势场理论，提出了一种航空器自主运行模型下空域任意位置点风险快速计算方法，又结合热点栅格标记方法和多种尺度栅格大小，实现从空间地理角度对空域安全态势的多颗粒感知，为未来自主运行模式下空中交通管理以及机载辅助系统进行航迹调整提供参考。

本发明授权一种面向自主运行场景的空域风险建模方法在权利要求书中公布了：1.一种面向自主运行场景的空域风险建模方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤1：建立航空器椭球体风险影响区确定风险影响范围，并将空域栅格化； 步骤2：基于人工势场理论，综合考虑距离、速度、航向因素对空域各栅格的实时风险影响构建空域风险评估模型； 步骤3：设置仿真场景，计算冲突指标与空域风险值之间的相关性，验证模型合理性； 步骤4：提出空域热点栅格标记方法，结合多种栅格尺度对空域热点分布进行可视化； 步骤2.1中，基于人工势场理论，构建空域各位置点实时风险值计算的一般表达式过程如下： 传统势场强度模型为： ； 式中：为场强系数；d为场源中心到任意位置的距离；为势场强度变化速率；E为势场强度； 航空器是产生空域安全势场的主要源头，其生成的势场强度会受到自身固有属性和运动学状态参数的影响；因此在仅涉及距离的传统势场强度模型基础之上，综合考虑航空器速度、航向与特定位置点连线方向之间的夹角关键影响因素，提出空域各位置点风险实时评估模型，其计算公式如下： ； ； 式中：r为风险值；为距离风险函数；为速度风险函数；为航向风险函数；为距离风险系数；为距离风险变化速率； 步骤2.2中，修正距离风险函数过程如下： 针对距离风险函数，d为场源中心到任意位置的距离，空间中某点位置坐标为x,y,z，将航空器看作质点，其位置坐标为xA,yA,zA，则空间距离计算公式如下： ； 由于航空器运行过程中水平距离和垂直距离的计量标准不同，故在此提出伪距离概念，即判断待评估位置点与椭球体风险区中心航空器位置的接近程度，修正距离风险函数； 首先确定基于航向角、俯仰角、翻滚角的椭球体一般表达式；航空器在空间中的姿态由航向角、俯仰角、翻滚角决定，为确保航空器椭球体风险影响区的长半轴方向始终与航空器航向保持一致，将椭球体根据航空器的航向角、俯仰角、翻滚角进行旋转；在三维空间中，椭球的旋转由以下三个基本矩阵定义，分别为： 航向角的旋转矩阵： ； 俯仰角的旋转矩阵： ； 翻滚角的旋转矩阵： ； 得到旋转矩阵R，即： ； 其中，为航向角，为俯仰角，为翻滚角； 因此椭圆上任意一点x,y,z经旋转之后的旋转点坐标为，其中； 最后计算伪距离；旋转之后椭球方程为：，则伪距离计算公式如下： ； 其中椭球体长半轴为a，短半轴为b，垂直半轴为c；时，表明待评估位置点位于椭球体风险区范围内；时，表明待评估位置点不受该航空器椭球体风险区影响；距离风险函数更新如下： ； 式中：为伪距离风险系数；为伪距离风险变化速率； 步骤2.3中，结合距离、速度、航向夹角风险影响因素，空域特定位置风险计算公式如下： 基于航空器安全势场的概念，结合距离、速度、方向夹角风险影响因素，提出空域任意位置风险计算公式，公式如下： ； 式中：为t时刻下航空器i对特定位置点施加的风险值大小；为航空器i到特定位置点的伪距离；为t时刻下航空器i的速度；为参考速度；为t时刻下航空器i与任意位置点连线方向之间的夹角； 则针对t时刻下，空域内一共m架航空器，当前时刻下空域某一位置点P风险值为： 。

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