[發(fā)明專利]一種基于市場需求的機場群交通流分配方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211052008.3
• 申請日: 2022-08-30
• 公開（公告）號: CN115985142A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設計）人: 王艷軍;劉暢;王子明;王夢尹
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G08G5/00
• 分類號: G08G5/00;G06Q10/063
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 冒艷

本發(fā)明公開了一種基于市場需求的機場群交通流分配方法，分配基于機場群實際的市場需求，以Wardrop第二原理為目標，考慮系統(tǒng)全局最優(yōu)；首先進行數(shù)據(jù)準備，通過機場群空域結構生成路網(wǎng)，將機場群中實際的航路抽象為符號表示；從戰(zhàn)略航班時刻表確定機場的需求，需求的表現(xiàn)形式為各個機場一天中每5分鐘的進離場航班需求；從歷史航路運行數(shù)據(jù)中識別航段擁堵機制，建立阻抗函數(shù)并對公式中的參數(shù)進行標定；考慮機場容量、航路點容量、航路容量等因素作為航班運行限制，通過路網(wǎng)和機場需求確定航路需求，并考慮航路擁堵機制建立機場群交通流分配模型，通過對模型的求解，得到機場群交通流分配結果。

技術領域

本發(fā)明涉及機場群交通流分配方法，特別涉及一種基于市場需求的機場群交通流分配技術。

背景技術

世界級機場群的協(xié)同發(fā)展必將帶來復雜的空域通行問題。空中流量管理和空域管理是緩解空域擁擠，增加通行能力的有效手段。空中交通分配作為其重要組成部分，運用網(wǎng)絡流理論，從全局的角度對空中交通流在航路航線網(wǎng)絡上的運行進行優(yōu)化。對其展開深入的研究，有助于提升空域的通行能力，優(yōu)化空域結構。

交通分配是交通規(guī)劃的重要組成，就是將已經(jīng)測出的機場的需求按照一定方式分配到實際的交通網(wǎng)絡中，是驗證航路網(wǎng)絡規(guī)劃是否合理的重要依據(jù)。科學合理的交通分配能夠有效降低運行成本，提高航路網(wǎng)絡運行安全，減少航路擁堵，減輕管制員負擔。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明目的是提供一種基于市場需求的機場群交通流分配方法。

技術方案：本發(fā)明所述的基于市場需求的機場群交通流分配方法，包括如下步驟：

步驟1，從機場群實際空域結構中生成路網(wǎng)，從戰(zhàn)略航班時刻表確定機場需求，將路網(wǎng)和機場需求結合，確定航路需求；

步驟2，建立航路阻抗函數(shù)，通過歷史數(shù)據(jù)識別航段擁堵機制，對阻抗函數(shù)中的參數(shù)進行標定；

步驟3，添加航班運行限制，限制包括機場容量限制、航路點容量限制、航路容量限制、流量守恒、需求限制，建立交通流分配模型；

步驟4，求解模型，得到交通流分配結果。

優(yōu)選的，所述步驟1的具體過程為：

步驟11：獲取機場群空域結構，將機場群內(nèi)的機場集合用V_a表示，每個機場的進/離場航路集合用表示，其中i∈V_a；

步驟12：獲取機場群各個機場的戰(zhàn)略航班時刻表，確定每個機場每5分鐘的進/離場需求，用表示，其中i∈V_a，t∈T，其中T表示一天中的時段集合，每5分鐘視為一個時段；

步驟13：結合路網(wǎng)和機場需求，確定航路需求，用表示根據(jù)戰(zhàn)略時刻表得出的航路(i，j)在時段t內(nèi)的航班需求，其中i∈V_a，t∈T。

優(yōu)選的，所述步驟2的具體過程為：

步驟21：建立航路阻抗函數(shù)，將航路(i，j)在時段t內(nèi)阻抗表示為：

其中，表示航路(i，j)在時段t內(nèi)的航班流量，α表示流量系數(shù)，β為調(diào)整系數(shù)，表示進/離場航路(i，j)的平均飛行時間，表示進/離場航路(i，j)的5分鐘航班容量；

步驟22：通過機場群的歷史運行數(shù)據(jù)識別航路的擁堵機制，并對α和β進行標定，并獲取航路平均飛行時間t_ij。

優(yōu)選的，所述步驟3的具體過程為：

步驟31：添加交通流分配機場容量限制，用表示機場i在第t個15分鐘的進場/離場/總航班數(shù)限制，用表示機場i在第t個小時的進場/離場/總航班數(shù)限制，則機場容量限制可表示為：