[發明專利]一種針對多跑道航班進離場的動態調度方法

有效

• 申請號: 201410033783.3
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN103778481B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 姜雨;徐兆龍;羅宇驍;徐新星
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10;G06Q10/04
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 賀翔

技術領域：

本發明涉及一種針對多跑道航班進離場的動態調度方法，屬于民航技術領域。

背景技術：

機場是民航運輸的瓶頸之一，而跑道是機場場面運輸的關鍵資源。合理調度航班進離場可以保障飛行安全、降低延誤損失和提高航空公司信譽。因此對大型機場多跑道航班進離場調度是航空運輸管理的重要內容之一。

當前多跑道航班進離場的調度主要是建立以航空器延誤時間或延誤損失最小為目標的單目標調度模型，進場調度的算法被擴展應用于離場調度，進一步擴展到對大型機場航班離場的動態調度與規劃。由于大型機場往往具有多條跑道，增加了航班進離場調度的復雜性，其復雜性體現在一是航班起降架次多，一旦發生航班延誤或者是其它機場的航班延誤都會本機場產生非常大的影響，航班延誤的波及面大；二是發生航班延誤后，特別是在航班密集時間段發生的航班延誤，會導致多個航班調度計劃的調整；三是樞紐機場多條跑道的調度問題彼此影響；四是某些約束條件共同影響跑道上進場航班和離場航班的調度；五是航班延誤作為考核航空公司的關鍵指標之一，跑道的航班進離場調度直接關乎航空公司的利益。本發明專利綜合考慮了優先權和公平性這兩個相互制約的因素，在確保航空器安全運行的前提下，通過優化進離場航班序列，最終得到合理有序的航班進離場調度策略。

發明內容：

本發明提供一種針對多跑道航班進離場的動態調度方法，其在發生航班延誤情況下，兼顧機型因素、隱性航班延誤成本和航空公司公平性等因素，提出多跑道航班進離場動態調度方法，該方法充分考慮航班延誤對多跑道調度的影響，實現提高多跑道利用率的目標和降低航班延誤成本的目標。

本發明采用如下技術方案：一種針對多跑道航班進離場的動態調度方法，包括：

步驟1：(1)分析航班延誤成本：

根據飛機提前起降和延遲起降兩種情況定義延誤成本函數，航班f_i在t時刻起降的延誤成本函數為：

c_f(t)表示延誤成本函數；表示航班f_i延遲起降的單位延誤成本；表示航班f_i提前起降的單位延誤成本；H表示航班的預計起降時間；H_i表示航班f_i的理想起降時間；h_i表示航班f_i的實際起降時間，F表示在時間段T內進離場航班集合，F＝{f₁,f₂,…,f_n}；E_hi表示航班f_i最早起降時間；L_hi表示航班f_i最晚起降時間；

(2)提出所有航班延誤成本F₁最小化的多跑道航班進離場動態調度目標函數：

A表示在時段T內進場航班集合；D表示在時段T內離場航班集合；α_a表示進場航班延誤系數；α_d表示離場航班延誤系數；

步驟2：計算理論延誤時間，將不同機型的航空器延誤時間換算為單位延誤成本的延誤時間，所述理論延誤時間的表達式為表示航班f_i的理論延誤時間，ξ_i表示旅客滿意度系數；σ_i表示航班f_i的優先權系數；Δh_i表示航班f_i的實際延誤時間；

步驟3：分析多跑道調度的航空公司的公平性，構造考慮航空公司公平性的多跑道航班進離場動態調度目標函數為Δh_i表示航班f_i的實際延誤時間，表示各個航班延誤時間的平均值，n表示時間段內進離場的航班數量；

步驟4：提出多跑道航班進離場動態調度的一般約束條件：

(1)確保航班f_i在最早起降時間和最晚起降時間構成的時間窗內起降以及在不同跑道起降的時間間隔標準要求的約束條件為