[發(fā)明專利]帶有可控重申請(qǐng)時(shí)間間隔的航空器停機(jī)位等待推出控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010326378.6
• 申請(qǐng)日: 2020-04-23
• 公開（公告）號(hào): CN111552178B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廉冠;李文勇;王濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標(biāo)事務(wù)所有限責(zé)任公司 45112
• 代理人: 楊雪梅

本發(fā)明公開了一種帶有可控重申請(qǐng)時(shí)間間隔的飛機(jī)停機(jī)位等待推出控制方法，所述方法提出了線性控制推出策略，該策略可以根據(jù)滑行道上的狀態(tài)動(dòng)態(tài)地調(diào)整推出頻率，使推出頻率隨著滑行道排隊(duì)長(zhǎng)度的增加而減小，被拒絕推出的飛機(jī)被要求暫時(shí)在停機(jī)位等待，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后再次申請(qǐng)推出，通過(guò)優(yōu)化燃油成本和停機(jī)位等待成本之間的關(guān)系來(lái)降低飛機(jī)離港的總成本。開發(fā)了具有可控重申請(qǐng)時(shí)間間隔的動(dòng)態(tài)推出模型，進(jìn)一步的，利用基于連續(xù)時(shí)間馬爾科夫鏈的迭代優(yōu)化算法對(duì)所述模型進(jìn)行求解，用來(lái)求解最佳的重申請(qǐng)時(shí)間間隔、最優(yōu)滑行道排隊(duì)長(zhǎng)度閾值、最優(yōu)離港運(yùn)行總成本，為機(jī)場(chǎng)運(yùn)行提供更加智能、高效地控制決策。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面運(yùn)行調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種帶有可控重申請(qǐng)時(shí)間間隔的航空器停機(jī)位等待推出控制方法。

背景技術(shù)

航空器離港過(guò)程中自由牽引車開始推出至起飛稱為滑行過(guò)程，滑行過(guò)程需要消耗燃油，而在樞紐機(jī)場(chǎng)，尤其在離港高峰時(shí)期，航空器往往要在滑行道經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間的排隊(duì)等待，導(dǎo)致燃油成本的增加。在目前不擴(kuò)建機(jī)場(chǎng)增加機(jī)場(chǎng)資源量的情況下，急需新型推出控制手段以減少離港燃油消耗成本。專利CN110134017A公開了一種航空器推出頻率控制方法，在該方法中航空器推出控制重申請(qǐng)時(shí)間間隔被設(shè)置為固定值，即平均服務(wù)時(shí)間值，其控制效果無(wú)法根據(jù)不同機(jī)場(chǎng)實(shí)際控制情況進(jìn)行調(diào)節(jié)重申請(qǐng)間隔時(shí)間，航空器離港成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種帶有可控重申請(qǐng)時(shí)間間隔的航空器停機(jī)位等待推出控制方法，以解決航空器在滑行道長(zhǎng)時(shí)間排隊(duì)等待，導(dǎo)致離港燃油成本增加的問(wèn)題。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：

一種帶有可控重申請(qǐng)時(shí)間間隔的航空器停機(jī)位等待推出控制方法，包括如下步驟：

1)根據(jù)航空器離港運(yùn)行特點(diǎn)，提出航空器離港推出控制過(guò)程建模的假設(shè)條件；其中航空器離港運(yùn)行特點(diǎn)包括天氣、排隊(duì)形式和起飛間隔特點(diǎn)；

2)建立隨滑行道排隊(duì)飽和度增加而線性下降的航空器推出頻率控制規(guī)則，其中滑行道排隊(duì)飽和度為當(dāng)前滑行道排隊(duì)長(zhǎng)度值與滑行道排隊(duì)長(zhǎng)度閾值之比；

3)根據(jù)機(jī)場(chǎng)允許最大停機(jī)位等待時(shí)間和單位時(shí)間內(nèi)航空器滑行過(guò)程燃油消耗成本，確定航空器停機(jī)位等待成本懲罰規(guī)則；

4)根據(jù)燃油消耗成本和航空器停機(jī)位等待成本，建立推出頻率控制模型；

5)將推出頻率控制模型的推出過(guò)程抽象為帶有可變輸入率的重試M/M/1/K排隊(duì)過(guò)程，排隊(duì)過(guò)程中的狀態(tài)包括：停機(jī)位等待狀態(tài)和滑行道排隊(duì)狀態(tài)，分別計(jì)算停機(jī)位等待狀態(tài)的關(guān)鍵指標(biāo)停機(jī)位等待時(shí)間的期望、滑行道排隊(duì)狀態(tài)的關(guān)鍵指標(biāo)滑行道等待時(shí)間的期望、有效推出率的期望和推出重申請(qǐng)時(shí)間間隔的期望；

6)結(jié)合停機(jī)位等待時(shí)間的期望、滑行道等待時(shí)間的期望、有效推出率的期望和推出重申請(qǐng)時(shí)間間隔的期望，以循環(huán)迭代搜索的方式對(duì)推出頻率控制模型進(jìn)行求解，得到最優(yōu)推出頻率控制表達(dá)式，根據(jù)最優(yōu)推出頻率控制表達(dá)式對(duì)航空器的推出頻率進(jìn)行控制；

步驟3)中，所述的航空器停機(jī)位等待成本懲罰規(guī)則，其確定方法是選取指數(shù)函數(shù)表示航空器停機(jī)位等待成本的懲罰，航空器停機(jī)位等待成本的懲罰的表達(dá)式為：其中β＝[ln(cG_max+1)]/G_max，c為滑行過(guò)程單位時(shí)間燃油消耗成本，G_max為停機(jī)位允許等待時(shí)間的最大值；

步驟4)中，所述的推出頻率控制模型的表達(dá)式為：

其中C_T為航空器離港總成本，M為申請(qǐng)推出的航空器總數(shù)，j為離港航空器索引，E[W_j]為第j架離港航空器的滑行道等待時(shí)間的期望，β為停機(jī)位等待懲罰系數(shù)；G_j為第j架離港航空器的停機(jī)位等待時(shí)間，E[G_j]為第j架離港航空器的停機(jī)位等待時(shí)間的期望；