[發(fā)明專(zhuān)利]基于多目標(biāo)動(dòng)態(tài)分配跑道的進(jìn)場(chǎng)多約束排序計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011447133.5
• 申請(qǐng)日: 2020-12-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112614384B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郁超;鮑科廣;曹蘇蘇;李潔;何亮;莊嘉祥;靳雪梅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京萊斯信息技術(shù)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G08G5/02
• 分類(lèi)號(hào): G08G5/02;G08G5/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于多目標(biāo)動(dòng)態(tài)分配跑道的進(jìn)場(chǎng)多約束排序計(jì)算方法，基于軌跡預(yù)測(cè)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的一致性，建立不同的跑道分配策略：空中防交叉、最早計(jì)算降落至跑道、最早計(jì)算滑行至停機(jī)位，分配降落跑道和進(jìn)場(chǎng)程序并重新計(jì)算航班預(yù)計(jì)降落時(shí)間，基于預(yù)計(jì)降落時(shí)間，在考慮跑道限制、測(cè)量點(diǎn)限制等因素的情況下，使航班延誤在不同延誤消耗策略下進(jìn)行最優(yōu)解計(jì)算航班降落時(shí)間、計(jì)算過(guò)外區(qū)移交點(diǎn)時(shí)間、計(jì)算過(guò)進(jìn)港點(diǎn)時(shí)間、計(jì)算過(guò)測(cè)量點(diǎn)時(shí)間，用以緩解進(jìn)港航班在進(jìn)近區(qū)域的交通擁堵情況，提升進(jìn)港航班上下游管制單位的整體運(yùn)行效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于進(jìn)場(chǎng)管理技術(shù)領(lǐng)域，具體指代一種基于多目標(biāo)動(dòng)態(tài)分配跑道的進(jìn)場(chǎng)多約束排序計(jì)算方法。

背景技術(shù)

航班進(jìn)港排序是提高終端機(jī)場(chǎng)吞吐量、減少能源消耗、減少航班延誤的有效措施，在優(yōu)化航班終端管理體制中發(fā)揮重要作用。面對(duì)越來(lái)越復(fù)雜、多元化的航空發(fā)展形式，國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者對(duì)優(yōu)化進(jìn)港排序問(wèn)題的研究在逐步深入，呈現(xiàn)百家爭(zhēng)鳴的狀態(tài)，但是縱觀其結(jié)果，主要針對(duì)單跑道，單目標(biāo)進(jìn)行研究。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，飛機(jī)進(jìn)港排序應(yīng)該實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍，實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)動(dòng)態(tài)分配跑道的規(guī)劃模式，針對(duì)不同的交通流情形按照空中防交叉、最早計(jì)算降落至跑道、最早計(jì)算滑行至停機(jī)位的算法計(jì)算得出跑道分配和進(jìn)場(chǎng)程序分配的最優(yōu)解。

當(dāng)前實(shí)際指揮流程中，管制員參考自動(dòng)化系統(tǒng)分配跑道擁有很多局限性，已不能適應(yīng)當(dāng)前管制的前瞻性和便捷性要求。第一，由于自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)置跑道運(yùn)行模式是基于當(dāng)前時(shí)間設(shè)置，分配出的跑道和進(jìn)場(chǎng)程序未考慮航班預(yù)計(jì)降落時(shí)間，導(dǎo)致管制員人工干預(yù)頻率較高。第二，自動(dòng)化系統(tǒng)分配跑道未考慮當(dāng)前航班架次和管制指揮壓力，在雙跑道乃至多跑道運(yùn)行模式下管制員指揮壓力倍增，增加燃油消耗和航班延誤，加大了航空公司的運(yùn)營(yíng)成本。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于多目標(biāo)動(dòng)態(tài)分配跑道的進(jìn)場(chǎng)多約束排序計(jì)算方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中進(jìn)場(chǎng)管制過(guò)程中的跑道分配和盡可能較少航班總延誤問(wèn)題。本發(fā)明基于軌跡預(yù)測(cè)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的一致性，建立不同的跑道分配策略(空中防交叉、最早計(jì)算降落至跑道、最早計(jì)算滑行至停機(jī)位)，分配降落跑道和進(jìn)場(chǎng)程序并重新計(jì)算航班預(yù)計(jì)降落時(shí)間，基于預(yù)計(jì)降落時(shí)間，在考慮跑道限制、測(cè)量點(diǎn)限制等因素的情況下，使航班延誤在不同延誤消耗策略下進(jìn)行最優(yōu)解計(jì)算航班降落時(shí)間、計(jì)算過(guò)外區(qū)移交點(diǎn)時(shí)間、計(jì)算過(guò)進(jìn)港點(diǎn)時(shí)間、計(jì)算過(guò)測(cè)量點(diǎn)時(shí)間，用以緩解進(jìn)港航班在進(jìn)近區(qū)域的交通擁堵情況，提升進(jìn)港航班上下游管制單位的整體運(yùn)行效率。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的一種基于多目標(biāo)動(dòng)態(tài)分配跑道的進(jìn)場(chǎng)多約束排序計(jì)算方法，步驟如下：

1)在航班實(shí)際起飛或雷達(dá)相關(guān)后，對(duì)航班航路的四維航跡過(guò)點(diǎn)時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè)計(jì)算，計(jì)算出航班預(yù)計(jì)過(guò)外區(qū)移交點(diǎn)時(shí)間ETO_BF、預(yù)計(jì)過(guò)移交點(diǎn)時(shí)間ETO_FF、預(yù)計(jì)降落時(shí)間ETA；

2)根據(jù)航班所屬優(yōu)先級(jí)與上述預(yù)測(cè)得到的預(yù)計(jì)降落時(shí)間ETA進(jìn)行初始排序，按照優(yōu)先級(jí)從高至低，同等優(yōu)先級(jí)先到先服務(wù)的原則，形成原始次序；依據(jù)在線(xiàn)設(shè)置跑道運(yùn)行模式、跑道分配規(guī)則以及不同的跑道分配策略計(jì)算出航班的降落跑道，同時(shí)得出預(yù)計(jì)降落時(shí)間ELDT，考慮跑道限制計(jì)算航班的計(jì)算降落時(shí)間CLDT；根據(jù)計(jì)算降落時(shí)間CLDT和預(yù)計(jì)降落時(shí)間ELDT之差得出航班跑道延誤；

3)根據(jù)離線(xiàn)配置航班測(cè)量點(diǎn)的分配規(guī)則，為航班分配測(cè)量點(diǎn)；依據(jù)四維航跡預(yù)測(cè)的預(yù)計(jì)過(guò)測(cè)量點(diǎn)時(shí)間ETO_MF，考慮測(cè)量點(diǎn)限制計(jì)算航班的計(jì)算過(guò)測(cè)量點(diǎn)時(shí)間CTO_MF；根據(jù)計(jì)算過(guò)測(cè)量點(diǎn)時(shí)間CTO_MF和預(yù)計(jì)過(guò)測(cè)量點(diǎn)時(shí)間ETO_MF之差可計(jì)算得出航班在測(cè)量點(diǎn)延誤；

4)根據(jù)航班在跑道延誤和測(cè)量點(diǎn)延誤之差計(jì)算進(jìn)港航班在測(cè)量點(diǎn)與跑道內(nèi)的延誤，在保證航班跑道延誤最小化的前提下，同時(shí)滿(mǎn)足測(cè)量點(diǎn)與跑道限制以及測(cè)量點(diǎn)與跑道之間可吸納延誤重新計(jì)算計(jì)算降落時(shí)間CLDT和計(jì)算過(guò)測(cè)量點(diǎn)時(shí)間CTO_MF，同時(shí)計(jì)算得出計(jì)算過(guò)外區(qū)移交點(diǎn)時(shí)間CTO_BF和計(jì)算過(guò)進(jìn)港點(diǎn)時(shí)間CTO_FF；計(jì)算得出航班的模式；