[發明專利]一種機場資源調度的魯棒優化方法

有效

• 申請號: 202210274301.8
• 申請日: 2022-03-21
• 公開（公告）號: CN114358446B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 杜文博;朱少川;蘇立晨;李嘉琦;鄭磊;李宇萌
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/30
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 劉鏡

1.一種機場資源調度的魯棒優化方法，其特征在于，包括如下步驟：

基于停機位運營成本、停機位魯棒性成本和牽引車使用成本構建目標函數，建立調度優化模型，并轉換為線性松弛模型；

所述停機位魯棒性成本根據每個停機位的調度方案中每相鄰飛機活動的期望機位沖突求和而得到；

所述每相鄰飛機活動的期望機位沖突的計算步驟包括：

預處理歷史航班數據，獲取每個飛機活動的最小延誤時間和最大延誤時間，以及所有飛機活動的最小延誤時間和最大延誤時間；

以所述所有飛機活動的最小延誤時間和最大延誤時間作為統計范圍的起點和終點，以預置的時間間隔作為頻段，在所述統計范圍內統計每個頻段內飛機活動延誤概率，獲取航班延誤概率分布；

根據同一停機位每相鄰飛機活動的空閑時間和前一飛機活動的延誤時間，得到停機位沖突時相鄰飛機活動的延誤時間范圍，基于所述延誤時間范圍和航班延誤概率分布，得到每相鄰飛機活動的期望機位沖突；

所述調度優化模型以所述停機位運營成本、停機位魯棒性成本和牽引車使用成本的和作為總調度成本，以最小化總調度成本作為目標函數；

基于每個停機位的飛機活動集合，根據所述線性松弛模型的檢驗數，構建對應的帶權有向圖；所述飛機活動集合包括：活動類型、機尾號、開始時間和結束時間，其中活動類型包括：飛機到達、停靠與離開；

采用以列生成算法為核心的分支定價算法，求解所述線性松弛模型，包括：基于機場停機位和航班計劃信息，獲取每個停機位的一個調度方案，作為初始的調度方案集合，求解所述線性松弛模型的受限主問題的解，計算對偶變量，循環獲取每個停機位的帶權有向圖的最短路徑及其檢驗數，將檢驗數小于0的最短路徑對應的調度方案加入所述調度方案集合繼續求解受限主問題的解；通過列生成算法和不斷分支迭代，直至受限主問題的解均為整數解；

基于所述整數解和最終的調度方案集合，得到停機位調度優化方案。

2.根據權利要求1所述的機場資源調度的魯棒優化方法，其特征在于，所述停機位包括近機位和遠機位；

所述停機位運營成本根據每個停機位的調度方案中每個飛機活動的使用成本求和而得到，其中：

當停機位是近機位時，停機位的調度方案中每個飛機活動的使用成本均為0；

當停機位是遠機位時，停機位的調度方案中每個飛機活動的使用成本為預置的非負成本。

3.根據權利要求1所述的機場資源調度的魯棒優化方法，其特征在于，所述基于所述延誤時間范圍和航班延誤概率分布，得到每相鄰飛機活動的期望機位沖突的計算公式如下：

其中，t_j為每相鄰飛機活動中前一飛機活動j延誤時間，t_j’為每相鄰飛機活動中后一飛機活動j’延誤時間，單位為分鐘，t_j∈[T^MIN,T^MAX]，T^MIN為飛機活動j最小延誤時間，T^MAX為飛機活動j最大延誤時間，為飛機活動??延誤t_j分鐘的概率，為飛機活動??’延誤t_j’分鐘的概率，b_jj’為同一停機位每相鄰飛機活動j和j’之間的空閑時間。