[發(fā)明專(zhuān)利]一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的機(jī)場(chǎng)離港延誤分布挖掘方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910687537.2
• 申請(qǐng)日: 2019-07-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110533220A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾維理;劉丹丹;徐正鳳;任禹蒙;羊釗;胡明華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06Q10/04
• 分類(lèi)號(hào): G06Q10/04;G06Q50/30;G06K9/62
• 代理公司: 32237 江蘇圣典律師事務(wù)所
• 代理人: 賀翔<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入國(guó)

本發(fā)明公開(kāi)一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的機(jī)場(chǎng)離港延誤分布挖掘方法，包括獲取機(jī)場(chǎng)歷史數(shù)據(jù)；對(duì)機(jī)場(chǎng)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到所有離港航班的延誤數(shù)據(jù)集；提取每個(gè)走廊口的延誤日特征；對(duì)延誤日按照延誤日特征進(jìn)行聚類(lèi)；構(gòu)建延誤分布函數(shù)，取不同帶寬參數(shù)值，選取延誤分布函數(shù)的相對(duì)熵值最小的延誤分布作為最優(yōu)延誤分布函數(shù)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)際運(yùn)行離港延誤分布的高精度逼近，比使用參數(shù)化分布函數(shù)擬合得到的結(jié)果誤差小，有助于制定出更加合理的航班時(shí)刻表，降低航班延誤，提高機(jī)場(chǎng)航班的準(zhǔn)點(diǎn)率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)場(chǎng)運(yùn)行規(guī)劃與管理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的機(jī)場(chǎng)離港延誤分布挖掘方法。

背景技術(shù)

隨著民航運(yùn)輸業(yè)的高速發(fā)展，需求和容量之間的矛盾日益凸顯，空域日趨擁擠，航班時(shí)刻資源短缺，航班延誤越來(lái)越大。航班延誤會(huì)影響乘客的出行滿(mǎn)意度，會(huì)影響到旅客選擇其它交通方式，給航空公司帶來(lái)直接經(jīng)濟(jì)損失，影響整個(gè)民航業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。為了減少航班延誤，航空公司、機(jī)場(chǎng)、以及空管從戰(zhàn)略層面和戰(zhàn)術(shù)層面采取多種策略，比如航班時(shí)刻優(yōu)化、機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面滑行優(yōu)化、空域結(jié)構(gòu)優(yōu)化，這些延誤緩解措施的制定都依賴(lài)于對(duì)延誤分布的表征。

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)延誤分布的建模，通常采用參數(shù)方法對(duì)延誤分布進(jìn)行建模，假設(shè)服從一個(gè)固定的分布，比如泊松分布、愛(ài)爾朗分布、高斯分布。根據(jù)前期研究表明，在實(shí)際運(yùn)行情況，不同的機(jī)場(chǎng)、不同的時(shí)間段以及不同走廊口，延誤分布呈現(xiàn)不同的分布特性，用參數(shù)化分布函數(shù)擬合會(huì)出現(xiàn)較大的誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的主要在于提供一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的機(jī)場(chǎng)離港延誤分布挖掘方法、存儲(chǔ)介質(zhì)及處理器，利用非參數(shù)方法，從大量歷史航班數(shù)據(jù)中挖掘不同走廊口各個(gè)時(shí)隙的延誤分布特征，為航空公司、機(jī)場(chǎng)、空管在制定延誤緩解策略時(shí)提供更加精確的輔助決策信息，最終實(shí)現(xiàn)降低航班延誤，保證航班的正常性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的機(jī)場(chǎng)離港延誤分布挖掘方法，包括以下步驟：獲取機(jī)場(chǎng)歷史數(shù)據(jù)，所述機(jī)場(chǎng)歷史數(shù)據(jù)包括特定時(shí)間段內(nèi)的日期、航班號(hào)、起飛機(jī)場(chǎng)、到達(dá)機(jī)場(chǎng)、走廊口、計(jì)劃起飛時(shí)間、實(shí)際起飛時(shí)間；對(duì)所述機(jī)場(chǎng)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到所有離港航班的延誤數(shù)據(jù)集；提取每個(gè)走廊口的延誤日特征；對(duì)延誤日按照所述延誤日特征進(jìn)行聚類(lèi)；構(gòu)建延誤分布函數(shù)，取不同帶寬參數(shù)值，選取所述延誤分布函數(shù)的相對(duì)熵值最小的延誤分布作為最優(yōu)延誤分布函數(shù)。

進(jìn)一步的，所述特定時(shí)間段為過(guò)去一年內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述對(duì)所述機(jī)場(chǎng)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理包括：刪除存在空值的數(shù)據(jù)，將剩余的有效數(shù)據(jù)根據(jù)起飛機(jī)場(chǎng)和各走廊口的屬性劃分，得到各走廊口的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)集；標(biāo)記每個(gè)離港航班的延誤時(shí)間；將一天24個(gè)小時(shí)分為若干個(gè)時(shí)隙，計(jì)算各走廊口每天每個(gè)時(shí)隙的所有航班的延誤時(shí)間平均值，得到所述特定時(shí)間段內(nèi)所有走廊口每個(gè)時(shí)隙的延誤數(shù)據(jù)集。

進(jìn)一步的，所述標(biāo)記每個(gè)離港航班的延誤時(shí)間具體為：對(duì)于任一架離港航班，將實(shí)際起飛時(shí)間減去計(jì)劃起飛時(shí)間，得到的值為v，如果v＞0，則表示航班存在延誤，延誤時(shí)間為v；如果v≤0，表示航班提早或者正常起飛，則延誤時(shí)間為0。

進(jìn)一步的，所述提取每個(gè)走廊口的延誤日特征包括：對(duì)某一走廊口的延誤數(shù)據(jù)集進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，獲取特征值；然后依據(jù)每個(gè)特征值所對(duì)應(yīng)的貢獻(xiàn)率，將累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到95％的前b個(gè)特征作為延誤日特征。

進(jìn)一步的，所述對(duì)延誤日按照所述延誤日特征進(jìn)行聚類(lèi)具體為：

S101、從所述特定時(shí)間段內(nèi)的延誤數(shù)據(jù)中隨機(jī)選擇Q天作為初始聚類(lèi)中心；

S102、計(jì)算每天的延誤特征與Q個(gè)聚類(lèi)中心延誤特征之間的歐幾里得距離，將該天劃分到距離最近的聚類(lèi)中心所在的類(lèi)別；

S103、重新計(jì)算每個(gè)類(lèi)的均值，以該均值作為每個(gè)類(lèi)別新的聚類(lèi)中心；

S104、重復(fù)S102～S103，直到每個(gè)類(lèi)的均值不發(fā)生變化為止，得到特定時(shí)間段內(nèi)延誤日的聚類(lèi)結(jié)果。