[發(fā)明專利]基于SIS的航空網(wǎng)絡(luò)延誤傳播模型及建立方法

有效

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• 申請日: 2019-03-04
• 公開（公告）號: CN109872074B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王興隆;石宗北;齊雁楠;張淑婷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國民航大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/30;G06F30/20
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12211
• 代理人: 王耀云

本發(fā)明提出一種基于SIS的航空網(wǎng)絡(luò)延誤傳播模型，以機場為節(jié)點，機場間的航班流為邊建立機場網(wǎng)絡(luò)；構(gòu)造歷史取值，對處于相同環(huán)境下的研究目標的狀態(tài)進行統(tǒng)計；得到正常節(jié)點比例SI(t)、延誤節(jié)點比例IS(t)、延誤源節(jié)點比例IA(t)、延誤傳播概率PS_i,t、延誤消散概率PI_i,t、延誤自發(fā)概率PA_i,t、延誤統(tǒng)計概率Nc_i,t、延誤系數(shù)從而構(gòu)造出航空網(wǎng)絡(luò)延誤傳播模型，以延誤在整個網(wǎng)絡(luò)中的傳播情況作為研究對象，從更宏觀的角度分析各機場延誤之間的的影響和機場網(wǎng)絡(luò)的特性，為解決機場延誤問題提供參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航空網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，特別涉及到一種基于SIS的航空網(wǎng)絡(luò)延誤傳播模型及建立方法。

背景技術(shù)

隨著航空運輸業(yè)快速發(fā)展機場的航班延誤現(xiàn)象越來越來越嚴重，航班延誤不僅給航空公司帶來經(jīng)濟損失，而且會造成社會影響，這是當(dāng)下的研究熱點。通過對數(shù)據(jù)的收集分析，國內(nèi)外的研究人員對空中延誤的機理和影響因素做了研究，并建立了諸多延誤傳播模型。Nikolas Pyrgiotis等人通過AND-近似網(wǎng)絡(luò)延誤模型分析了機場的本地延誤情況，因而研究了延誤的傳播影響；Fleurquin等利用數(shù)據(jù)驅(qū)動模型建立了傳播模型對延誤傳播過程進行仿真；吳薇薇等引進貝葉斯網(wǎng)絡(luò)對空中延誤的分析，對延誤波及樹進行了修正提高了對延誤傳播的預(yù)測精度；邱淑萍等分析了延誤航班通過飛行路徑對延誤傳播的影響規(guī)律利用Copula函數(shù)建立了延誤傳播模型。

另外，由于航空運輸系統(tǒng)是一個復(fù)雜系統(tǒng)，從復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的角度研究機場網(wǎng)絡(luò)的延誤傳播動力學(xué)行為，可以進一步對航空延誤現(xiàn)象進行分析并提出合理的控制策略。現(xiàn)在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的傳播學(xué)理論在很多領(lǐng)域已經(jīng)得到了應(yīng)用，航空領(lǐng)域也開始了對其的研究。武喜萍等基于負荷容量級聯(lián)失效模型和病毒傳播模型建立了空中交通延誤傳播模型，并驗證了模型有效性；代曉旭等參考SIR模型利用相軌線分析和參數(shù)分析結(jié)合實例描述了航班的延誤過程。

但上述研究對象都關(guān)注在單個機場的航班延誤狀態(tài)變化，而沒考慮整個網(wǎng)絡(luò)中延誤動態(tài)和機場間的延誤影響。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提供一種基于SIS的航空網(wǎng)絡(luò)延誤傳播模型及建立方法，以延誤在整個網(wǎng)絡(luò)中的傳播情況作為研究對象，從更宏觀的角度分析各機場延誤之間的的影響和機場網(wǎng)絡(luò)的特性，為解決機場延誤問題提供參考。

為了達到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種基于SIS的航空網(wǎng)絡(luò)延誤傳播模型，包括：以機場為節(jié)點，機場間的航班流為邊建立機場網(wǎng)絡(luò)；統(tǒng)計初始時刻t＝0的延誤自發(fā)概率PA_i,0，判斷該時刻發(fā)生延誤的節(jié)點，統(tǒng)計延誤源節(jié)點量并轉(zhuǎn)化為延誤源節(jié)點比例IA(t)，以該時刻的航班流運輸矩陣Λ₀作為傳播路徑；統(tǒng)計延誤統(tǒng)計概率Nc_i,t，計算延誤傳播概率PS_i,t和延誤消散概率PI_i,t，按照規(guī)劃路徑產(chǎn)生延誤傳播；更新延誤自發(fā)概率PA_i,t和延誤源節(jié)點量，計算正常節(jié)點比例SI(t)和延誤節(jié)點比例IS(t)，輸出相關(guān)參數(shù)；進入下一時刻t＝t+1，若t＜24更新該時刻的航班流運輸矩陣為Λ_t，重新規(guī)劃節(jié)點的傳播路徑；當(dāng)時刻t＝24時停止。

本發(fā)明的另一方面，還提供了基于SIS的航空網(wǎng)絡(luò)延誤傳播模型的建立方法，包括：

S1、以機場為節(jié)點，機場間的航班流為邊建立機場網(wǎng)絡(luò)；當(dāng)機場中航班實際機輪離地時間和實際機輪著地時間比計劃時間晚30min及以上時為航班發(fā)生延誤，此時記機場為延誤機場節(jié)點；

S2、構(gòu)造歷史取值，對處于相同環(huán)境下的研究目標的狀態(tài)進行統(tǒng)計；得到正常節(jié)點比例SI(t)、延誤節(jié)點比例IS(t)、延誤源節(jié)點比例IA(t)、延誤傳播概率PS_i,t、延誤消散概率PI_i,t、延誤自發(fā)概率PA_i,t、延誤統(tǒng)計概率Nc_i,t、延誤系數(shù)