[發(fā)明專利]一種基于蒙特卡洛仿真優(yōu)化的飛機離港推出控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110773103.1
• 申請日: 2021-07-08
• 公開（公告）號: CN113496085A
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發(fā)明（設計）人: 廉冠;許修權(quán);李文勇;王濤;楊浩
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學;桂林藍港科技有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 陶平英

本發(fā)明公開了一種基于蒙特卡洛仿真優(yōu)化的飛機離港推出控制方法，該方法根據(jù)飛機滑行道的排隊長度，按照三段法、四段法將飛機推出率劃分；然后建立飛機離港推出控制模型，再采用網(wǎng)格搜索法的參數(shù)搜索步驟求解飛機離港推出的最優(yōu)情況，通過控制飛機推出率來避免飛機長時間的滑行道排隊等待，進而解決飛機在滑行道上排隊等待過程中增加的燃油成本問題，得出相應的飛機推出率區(qū)間即可對推出率進行預測，對于推出率變動不太頻繁的機場具有良好的適用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機場場面調(diào)度與控制技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于蒙特卡洛仿真優(yōu) 化的飛機離港推出控制方法。

背景技術(shù)

飛機離港時，起飛前需要經(jīng)歷滑行階段，從飛機推出進入滑行道一刻起，便 進行著燃油的消耗，由于滑行道資源緊張等原因，等待起飛的飛機通常需要在滑 行道上經(jīng)歷排隊等待的過程，對于某些大型樞紐機場來說，特別是飛機離港高峰 期情況下，飛機通常要耗費更長的排隊等待時間在滑行道上，這同時也意味著飛 機進行著更多“無謂的”燃油消耗，因此如何在不改變現(xiàn)有機場硬件設施(如新建 滑行道、擴建航站樓等)條件下，急需推出一種新型的推出控制方法，目的是減 少飛機在滑行道排隊等待過程的燃油消耗。

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，而提供一種基于蒙特卡洛仿真優(yōu)化 的飛機離港推出控制方法，該方法通過對滑行道排隊長度進行監(jiān)測，從而得出相 應的飛機推出率區(qū)間即可對推出率進行預測，對于推出率變動不太頻繁的機場具 有良好的適用性。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：

一種基于蒙特卡洛仿真優(yōu)化的飛機離港推出控制方法，包括如下步驟：

1)根據(jù)飛機滑行道的排隊長度，按照三段法、四段法將飛機推出率劃分， 表達式如下：

公式(1)和公式(2)中，λ為推出率，ε₁、ε₂為分段區(qū)間參數(shù)，0≤ε₁≤ε₂≤1， 精度取10^-1，a、b為推出率參數(shù)，0≤a≤b≤1，精度取10^-1；k為當前滑行道上飛 機排隊長度，K為滑行道排隊長度閾值；

2)建立飛機離港推出控制模型，具體如下：

2-1)建立懲罰函數(shù)，懲罰系數(shù)的表達式如下：

公式(3)中，c為單位時間滑行燃油成本，t為滑行時間；

2-2)根據(jù)飛機滑行道滑行過程中耗費的燃油成本，以及飛機推出申請被拒 于原停機位停留產(chǎn)生的懲罰費用，建立飛機推出總成本的目標函數(shù)，表達式如下：

s.t. 0≤k≤K (5)

g_i≤G_max (6)

公式(4)、(5)和(6)中，N為時間窗內(nèi)推出申請總數(shù)；i為飛機索引， i＝1，2，…，M；d為每架飛機平均每分鐘消耗燃油成本；W_i為時間區(qū)間i內(nèi)飛 機的滑行道等待時間；β為懲罰系數(shù)；g_i為飛機i的停機位等待時間；G_max為飛 機i的停機位等待時間限制，其中G_max＝30min；k為飛機i內(nèi)滑行道當前排隊長 度，k_i＝1，2，…，K；K為滑行道排隊長度閾值；