[發(fā)明專利]機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810025633.6
• 申請(qǐng)日: 2018-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN110033111B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張學(xué)軍;劉帆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q50/30
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 楊澤;劉芳

1.一種機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法，其特征在于，包括：

獲取機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面上待優(yōu)化航空器的推出時(shí)刻；

確定所述待優(yōu)化航空器的初始運(yùn)動(dòng)路徑；

根據(jù)待優(yōu)化航空器的推出時(shí)刻，對(duì)所述初始運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行沖突檢測(cè)；

確定所述初始運(yùn)動(dòng)路徑存在沖突時(shí)，則對(duì)優(yōu)先級(jí)低的待優(yōu)化航空器的當(dāng)前規(guī)劃策略進(jìn)行調(diào)整，得到機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面上待優(yōu)化航空器的目標(biāo)規(guī)劃策略；

所述獲取機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面上待優(yōu)化航空器的推出時(shí)刻，包括：

將機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面上符合滑動(dòng)時(shí)間窗的航空器的集合作為當(dāng)前種群的一個(gè)個(gè)體，每個(gè)個(gè)體對(duì)應(yīng)一組航空器的推出時(shí)刻；所述滑動(dòng)時(shí)間窗是指：機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面上允許航空器推出和降落的預(yù)設(shè)時(shí)間區(qū)間，所述預(yù)設(shè)時(shí)間區(qū)間是由航空器準(zhǔn)備好時(shí)間、計(jì)劃時(shí)間、及時(shí)性指標(biāo)決定的；

隨機(jī)生成所述當(dāng)前種群中個(gè)體的開始時(shí)間，所述開始時(shí)間是指離場(chǎng)航空器的推出時(shí)刻；

根據(jù)所述當(dāng)前種群中個(gè)體的開始時(shí)間，生成機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面上航空器的滑行路徑信息，并獲取所述滑行路徑信息對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)的值；所述滑行路徑信息包括：離場(chǎng)航空器的撤輪檔時(shí)間、節(jié)點(diǎn)等待時(shí)間、跑道入口等待時(shí)間，以及進(jìn)場(chǎng)航空器的入停機(jī)位時(shí)間；目標(biāo)函數(shù)的值包括：油耗、門控時(shí)間、跑道排隊(duì)時(shí)間，其中：油耗是由航空器的滑行時(shí)間與單位時(shí)間油耗決定的，門控時(shí)間是由離場(chǎng)航空器推出停機(jī)位時(shí)間和航空器準(zhǔn)備好時(shí)間決定的，跑道排隊(duì)時(shí)間是由跑道入口處等待的航空器數(shù)量和安全放行間隔決定的；

根據(jù)目標(biāo)函數(shù)的值對(duì)當(dāng)前種群進(jìn)行非支配分層排序，并將位于第一層的非支配解存儲(chǔ)到解集M中；非支配解是指：支配某一個(gè)體的其他個(gè)體的數(shù)量為0的個(gè)體所對(duì)應(yīng)的推出時(shí)刻；

在當(dāng)前種群達(dá)到預(yù)設(shè)迭代次數(shù)時(shí)，將所述解集M中的個(gè)體所對(duì)應(yīng)的航空器作為待優(yōu)化航空器，并輸出所述待優(yōu)化航空器的推出時(shí)刻。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在當(dāng)前種群達(dá)到預(yù)設(shè)迭代次數(shù)之前，還包括：

對(duì)所述當(dāng)前種群進(jìn)行復(fù)制、交叉、變異操作，得到中間種群，隨機(jī)生成所述中間種群中個(gè)體的開始時(shí)間；根據(jù)所述中間種群中個(gè)體的開始時(shí)間，生成機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面上航空器的中間規(guī)劃策略，并根據(jù)所述中間規(guī)劃策略計(jì)算目標(biāo)函數(shù)的值；

對(duì)所述中間種群進(jìn)行非支配分層排序，并將位于第一層的非支配解存儲(chǔ)到解集M中；

獲取所述解集M中的個(gè)體的擁擠度，并根據(jù)所述擁擠度選取若干個(gè)個(gè)體構(gòu)成新種群，將所述新種群作為當(dāng)前種群，令當(dāng)前種群的迭代次數(shù)的值自增1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定所述待優(yōu)化航空器的初始運(yùn)動(dòng)路徑，包括：

獲取機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面布局節(jié)點(diǎn)圖，所述機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面布局節(jié)點(diǎn)圖是指將機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面上的控制點(diǎn)位置用節(jié)點(diǎn)表示，將連接節(jié)點(diǎn)的滑行道、跑道、滑行路線用鏈路表示的地圖；

確定所述待優(yōu)化航空器在機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面布局節(jié)點(diǎn)圖的初始節(jié)點(diǎn)，將所述初始節(jié)點(diǎn)作為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)；所述初始節(jié)點(diǎn)是指：離港航空器的停機(jī)位，或者進(jìn)港航空器的快速脫離道位置；

確定所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)不是目標(biāo)節(jié)點(diǎn)時(shí)，獲取當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到鄰節(jié)點(diǎn)的評(píng)價(jià)函數(shù)值G，并將評(píng)價(jià)函數(shù)值G最小的鄰節(jié)點(diǎn)作為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)；所述鄰節(jié)點(diǎn)是指與當(dāng)前節(jié)點(diǎn)相鄰的節(jié)點(diǎn)，包括：跑道出口、跑道入口、滑行道交叉口、進(jìn)場(chǎng)航空器的停機(jī)位、離場(chǎng)航空器的跑道出口；評(píng)價(jià)函數(shù)值G是通過鄰節(jié)點(diǎn)到當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的歐式距離除以航空器的滑行速度計(jì)算得到的；

確定所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)時(shí)，生成初始節(jié)點(diǎn)到所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)路徑，將所述運(yùn)動(dòng)路徑作為所述待優(yōu)化航空器的初始運(yùn)動(dòng)路徑，所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)是指進(jìn)場(chǎng)航空器的停機(jī)位，或者離場(chǎng)航空器的跑道出口。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)待優(yōu)化航空器的推出時(shí)刻，對(duì)所述初始運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行沖突檢測(cè)，包括：

根據(jù)所述待優(yōu)化航空器的滑行速度、推出時(shí)刻，得到所述待優(yōu)化航空器經(jīng)過所述初始運(yùn)動(dòng)路徑上的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)刻；

判斷所述初始運(yùn)動(dòng)路徑上的節(jié)點(diǎn)是否存在時(shí)間沖突，所述時(shí)間沖突是指在預(yù)設(shè)時(shí)間范圍內(nèi)存在兩個(gè)及以上的航空器經(jīng)過同一節(jié)點(diǎn)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)優(yōu)先級(jí)低的待優(yōu)化航空器的當(dāng)前規(guī)劃策略進(jìn)行調(diào)整，包括：

按照待優(yōu)化航空器的推出時(shí)刻順序?qū)λ龃齼?yōu)化航空器進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，推出時(shí)刻越早的待優(yōu)化航空器的優(yōu)先級(jí)越高；

對(duì)優(yōu)先級(jí)低的待優(yōu)化航空器采取減速、停機(jī)位等待、等待前驅(qū)點(diǎn)處等待處理。