[發明專利]一種航路時隙與高度層協同優化分配方法

有效

• 申請號: 202110371533.0
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113112874B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 楊尚文;徐秋程;黃吉波;丁洋;付勝豪
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十八研究所
• 主分類號: G08G5/00
• 分類號: G08G5/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 胡建華

1.一種航路時隙與高度層協同優化分配方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：通過空域與流量協同管理信息平臺，獲取流量受限空域內的計劃航路及備選航路信息，獲取計劃航路下游空域單元的可用時隙信息，獲取航班運行信息；

步驟2：利用所述空域與流量協同管理信息平臺，制定航路時隙與高度層協同優化分配的算法；

步驟3：根據所述航路時隙與高度層協同優化分配的算法，建立航路時隙與高度層協同分配的多目標優化模型；

步驟4：求解步驟3建立的多目標優化模型，得出非劣解集，形成航路時隙與高度層協同優化分配策略集；

步驟5：通過步驟1構建的空域與流量協同管理信息平臺，發布航路時隙與高度層協同優化分配策略，進行多目標優化分配；

所述步驟1中所述計劃航路及備選航路信息均包括航路容量、航路高度層配置和航路長度，所述航路高度層配置包括每條航路配置的高度層數量以及每個高度層容量；所述航班運行信息包括航班計劃、地面延誤成本、機型、不同高度層的燃油消耗量和載客數；

所述步驟2包括：

步驟2.1：以全部航班總地面延誤損失最小為目標建立目標函數；

步驟2.2：以全部航班高度層變更數量最少為目標建立目標函數；

步驟2.3：以全部航班總燃油消耗量最小為目標建立目標函數；

步驟2.4：建立滿足有效性的約束條件；

所述步驟2.1中以全部航班總地面延誤損失最小為目標，其中，單一航班地面延誤損失包括該航班執行地面等待的成本和該航班所載旅客延誤損失，建立目標函數為：

其中，c_i^g表示航班i執行地面等待的單位時間成本，1≤i≤I，I為航班總數，c_i^p表示航班i所載旅客的單位時間延誤損失，n_i為航班i的載客數，t_j為時隙j的起始時刻，1≤j≤J，J為時隙總數，eta_i表示航班i到達下游空域單元的計劃到達時刻，1≤k≤K，K為可選航路的數量，可選航路包括計劃航路和備選航路，u_k表示航路k的第u_k個高度層，1≤u_k≤U_k，U_k為航路k的高度層數量，x_ij^ku為決策變量，表示為：

2.根據權利要求1所述的一種航路時隙與高度層協同優化分配方法，其特征在于，所述步驟2.2中以全部航班高度層變更數量最少為目標，建立目標函數為：

其中，h_i^ku為針對航班i高度層變更的指示變量，表示為：

其中，H_i^e表示航班i的計劃使用高度層。

3.根據權利要求2所述的一種航路時隙與高度層協同優化分配方法，其特征在于，所述步驟2.3中以全部航班總燃油消耗量最小為目標，建立目標函數為：

其中，f_i^ku表示航班i在第u_k個高度層的單位時間燃油消耗量，D_k表示航路k的長度，v_i表示航班i的平均地速。