[發明專利]機場場面運動規劃方法和裝置

有效

• 申請號: 201810025633.6
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN110033111B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 張學軍;劉帆
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/30
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 楊澤;劉芳

本發明提供一種機場場面運動規劃方法和裝置，該方法，包括：通過獲取機場場面上待優化航空器的推出時刻；確定所述待優化航空器的初始運動路徑；根據待優化航空器的推出時刻，對所述初始運動路徑進行沖突檢測；確定所述初始運動路徑存在沖突時，則對優先級低的待優化航空器的當前規劃策略進行調整，得到機場場面上待優化航空器的目標規劃策略。本發明實現了同時考慮航空器油耗和滑行行程的機場場面運動規劃策略，在提高機場資源利用率的同時，有效降低機場污染氣體的排放。

技術領域

本發明涉及民航技術領域，尤其涉及一種機場場面運動規劃方法和裝置。

背景技術

隨著我國民航業的迅速發展，機場跑道的數量不斷增加，航空器的地面運行路徑也越來越復雜。因此需要合理規劃航空器的運動路徑，縮短航空器滑行時間和完成時間，從而提高機場資源的利用率。

目前，往往通過合理分配停機位的位置，以及提高機場場面資源利用率為目標，來實現對航空器運動路徑的優化。

但是，這種方式沒有考慮機場的環保要求。據統計，800公里以上的航空器的碳排放中有25％發生在起飛和降落過程，若僅以提高機場場面資源利用率來規劃航空器的運動路徑，將會造成不必要的能源損耗，增加溫室氣體的排放。

發明內容

本發明提供一種機場場面運動規劃方法和裝置，以實現同時考慮航空器油耗和滑行行程的機場場面運動規劃策略，從而降低機場污染氣體的排放。

第一方面，本發明提供一種機場場面運動規劃方法，包括：

獲取機場場面上待優化航空器的推出時刻；

確定所述待優化航空器的初始運動路徑；

根據待優化航空器的推出時刻，對所述初始運動路徑進行沖突檢測；

確定所述初始運動路徑存在沖突時，則對優先級低的待優化航空器的當前規劃策略進行調整，得到機場場面上待優化航空器的目標規劃策略。

可選地，所述獲取機場場面上待優化航空器的推出時刻，包括：

將機場場面上符合滑動時間窗的航空器的集合作為當前種群的一個個體，每個個體對應一組航空器的推出時刻；所述滑動時間窗是指：機場場面上允許航空器推出和降落的預設時間區間，所述預設時間區間是由航空器準備好時間、計劃時間、及時性指標決定的；

隨機生成所述當前種群中個體的開始時間，所述開始時間是指離場航空器的推出時刻；

根據所述當前種群中個體的開始時間，生成機場場面上航空器的滑行路徑信息，并獲取所述滑行路徑信息對應的目標函數的值；所述滑行路徑信息包括：離場航空器的撤輪檔時間、節點等待時間、跑道入口等待時間，以及進場航空器的入停機位時間；目標函數的值包括：油耗、門控時間、跑道排隊時間，其中：油耗是由航空器的滑行時間與單位時間油耗決定的，門控時間是由離場航空器推出停機位時間和航空器準備好時間決定的，跑道排隊時間是由跑道入口處等待的航空器數量和安全放行間隔決定的；

根據目標函數的值對當前種群進行非支配分層排序，并將位于第一層的非支配解存儲到解集M中；非支配解是指：支配某一個體的其他個體的數量為0的個體所對應的推出時刻；

在當前種群達到預設迭代次數時，將所述解集M中的個體所對應的航空器作為待優化航空器，并輸出所述待優化航空器的推出時刻。

可選地，在當前種群達到預設迭代次數之前，還包括：

對所述當前種群進行復制、交叉、變異操作，得到中間種群，隨機生成所述中間種群中個體的開始時間；根據所述中間種群中個體的開始時間，生成機場場面上航空器的中間規劃策略，并根據所述中間規劃策略計算目標函數的值；

對所述中間種群進行非支配分層排序，并將位于第一層的非支配解存儲到解集M中；