[發明專利]一種降低航班道口沖突率的機位分配方法和系統

有效

• 申請號: 202011216356.0
• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112330145B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 蔣洪迅;楊士墨
• 申請（專利權）人: 中國人民大學
• 主分類號: G06Q10/0631
• 分類號: G06Q10/0631;G06Q50/30;G08G5/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙悅

本發明屬于道口機位分配技術領域，涉及一種降低航班道口沖突率的機位分配方法，包括以下步驟：S1擬定航班的初始指派矩陣，使其在滿足強制性技術約束條件的基礎上，靠橋率最大化；S2判斷初始指派矩陣是否發生道口沖突，若不發生道口沖突則初始指派矩陣為最終指派矩陣；若存在道口沖突進入下一步；S3為每個存在道口沖突的道口選定一個替代機位，生成新的指派矩陣；S4判斷S3中新生成的指派矩陣是否道口沖突，若存在，返回步驟S3，重新選定替代機位，若不存在則生成最終指派矩陣。其采用先確定指派方案再倒查道口沖突的技術方案，時間復雜度低，求解速度快，使得機場停機位能夠得到很好的利用。

技術領域

本發明涉及一種降低航班道口沖突率的機位分配方法和系統，屬于道口機位分配技術領域。

背景技術

為入港航班安排適時的、合適的機位，是機場空港運營的主要業務之一。以往的研究都是以提高靠橋率為目標進行航班-機位的優化安排，沒有考慮到航班過多停靠在近機位，在進港或出港過程中會潛在發生兩架飛機在滑行道(taxiway)中相遇，產生滑行道沖突。所謂滑行道沖突，亦稱道口沖突，是指兩個或以上的機位共享一個滑行道；即便在不同機位上停靠的兩個航班，若它們的機位共用一個滑行道且兩個航班入港或離港的時間非常靠近，潛在可能在滑行道上相遇，導致飛機擁堵或延誤，甚至產生安全隱患。道口沖突產生必須滿足以下兩種條件，第一，任意兩架飛機的進港、出港、或者一進一出港的時間間隔足夠接近，以廣州白云機場為例，其規定為5分鐘；第二、這兩架飛機指派的停機位共享一條滑行道。由于航班機位指派首先必須滿足若干強制性技術限制，包括飛機機型、所屬航空公司、客運/貨運航班、國內/國際航班等約束條件，因此在全體航班獲得指派機位之前是沒有辦法確定是否存在道口沖突的；相比于靠橋率，道口沖突率重要性權重較低，若強行將非道口沖突作為后續航班機位指派的前提條件，非常可能導致靠橋率的降低，對空港運營管理方來說得不償失。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供了一種降低航班道口沖突率的機位分配方法和系統，其采用先確定指派方案再倒查道口沖突的技術方案，時間復雜度低，求解速度快，使得機場停機位能夠得到很好的利用。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種降低航班道口沖突率的機位分配方法，包括以下步驟：S1擬定航班的初始指派矩陣，使其在滿足強制性技術約束條件的基礎上，靠橋率最大化；S2判斷初始指派矩陣是否發生道口沖突，若不發生道口沖突則初始指派矩陣為最終指派矩陣；若存在道口沖突進入下一步；S3為每個存在道口沖突的航班選定一個替代機位，生成新的指派矩陣；S4判斷S3中新生成的指派矩陣是否道口沖突，若存在，返回步驟S3，重新選定替代機位，若不存在則生成最終指派矩陣。

進一步，步驟S1中，在生成初始指派矩陣前需預先建立航班時刻兩兩沖突矩陣N、機位滑行道兩兩沖突矩陣M和滿足強制性約束條件的預分配可行矩陣Z。

進一步，航班時刻兩兩沖突矩陣N、機位滑行道兩兩沖突矩陣M和滿足強制性約束條件的預分配Z可行矩陣均為0/1矩陣。

進一步，航班時刻兩兩沖突矩陣N中任意兩次航班i,j的時間間隔小于額定值，在其對應位置(i,j)和(j,i)值為1，其他位置的值為0；機位滑行道兩兩沖突矩陣M中任意兩個停機位a,b共享一條滑行道，則其對應位置(a,b)和(b,a)值為1，其他位置的值為0；滿足強制性約束條件的預分配可行矩陣Z中滿足強制性約束條件的位置值為1，其他位置的值為0。

進一步，強制性約束條件為：滿足飛機機型、所屬航空公司、客運/貨運航班、國內/國際航班的約束條件。

進一步，步驟S2中根據初始指派矩陣和航班號次序，逐行檢查對應的航班時刻兩兩沖突矩陣N和機位滑行道兩兩沖突矩陣M，檢查是否存在道口沖突，如果所有航班都循環一遍，都沒有道口沖突，則目前結果為最終方案，否則，進入下一步。