一种机场实时停机位分配方法组成比例

本发明专利技术提供了一种机场实时停机位分配方法，本发明专利技术以航空器滑行距离最短、停机位占用率最高为优化目标构建目标函数，同时考虑场面运行的安全约束，建立了停机位实时分配模型，因此该实时分配模型以场面安全运行为前提，保障了生产的顺利进行；本发明专利技术构建的停机位实时分配模型不仅可以对机场当天航班进行预分配，也可以对小幅度延误情况下的航班进行实时分配，是具有实时分配功能的停机位分配模型。在减少机场场道航空器拥堵、减少航空公司滑行燃油成本方面具有一定成效，为停机位实时分配问题的研究提供参考。题的研究提供参考。题的研究提供参考。

【技术实现步骤摘要】
一种机场实时停机位分配方法


[0001]本专利技术属于机场
，尤其是涉及一种机场实时停机位分配方法。

技术介绍

[0002]近年来，越来越多的国内外学者通过建模并使用不同优化算法来研究停机位问题。虽然国内外有关停机位分配的研究这几年正在变多，但也有以下几点不足之处：
[0003]目前的停机位分配研究多停留在预分配的层面上，停机位实时分配研究较少。在流量控制、天气变化或有突发状况后出现航班延误的情况下，预分配的结果往往会失效并且产生停机位冲突，目前我国大多数机场都是通过人工进行机位的实时调整，科学性和合理性有待提高。
[0004]在进行研究所选择的算法方面，因为精确式算法出现得比较早，所以目前仍有很多学者使用精确式算法对停机位分配问题进行优化计算，考虑到我国智慧民航的建设以及人工智能的不断发展，应该更多的寻求以启发式算法对停机位问题进行优化分析，比如遗传算法、模拟退火算法、蚁群算法等启发式算法。
[0005]现有的停机位分配研究虽然有旅客、机场等以不同利益相关者为主的研究目标，但大多数学者都选择以旅客步行距离最短来进行研究。过去选择步行距离是为了提高旅客登机的舒适度，而随着机场中水平代步电梯等便利设施的普及，旅客无论是中转还是登机都更方便了，不应该再以旅客登机距离为目标来研究。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种机场实时停机位分配方法，以解决上述
技术介绍
中提到的问题。
[0007]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0008]一种机场实时停机位分配方法，其特征在于：包括
[0009]以航空器滑行距离最短、停机位占用率最高为优化目标，场面运行安全为约束条件构建停机位实时分配模型；
[0010]利用遗传算法对停机位分配模型进行优化计算，得到停机位预分配结果。
[0011]进一步的，所述优化目标对应的函数为
[0012]f＝f1+f2ꢀꢀ
(1)
[0013]f1＝min[∑
i∈N
∑
k∈M
x
ik
(DA
k
+DD
K
)]ꢀꢀ
(2)
[0014][0015]其中，N表示航班集合(i,j∈N；i＝1,2,3
…
20； j＝2,3,4
…
20)
[0016]M表示停机位集合(k∈M；k＝1,2,3
…
28)
[0017]DA表示航班滑入距离集合(DA
k
∈DA；k∈M；k＝1,2,3
…
28)
[0018]DD表示航班滑出距离集合(DD
k
∈DD；k∈M；k＝1,2,3
…
28)
[0019][0020]其中，f1表示滑行距离最短的优化目标，目标函数为求出每个航班的滑行距离和滑入距离之和最少，即总滑行距离最短；
[0021]f2表示最大化停机位使用效率，减少停机位占用。
[0022]进一步的，所述约束条件具体为
[0023][0024][0025][0026][0027][0028][0029]其中，
[0030]；
[0031][0032]E
ik
表示航班i进入停机位k的挡轮挡时刻；
[0033]L
ik
表示航班i离开停机位k的撤轮挡时刻；
[0034]E
jk
表示在航班i的之后使用同一个停机位k的航班j进入停机位的挡轮挡时间；
[0035]其中，式(4)约束了一个航班只能安排在一个停机位；式(5) 表示一个停机位在同一时间段最多只能供一个航班停靠；式(6)表示两个相邻航班需要有35分钟的安全时间间隔；式(7)表示每个航班在停机位上停靠的时间至少为一个小时，为最小过站时间的约束；式(8)和(9)表示机场的运行时间为每天5点至24点，只允许在这个时间范围内起落航班。
[0036]进一步的，所述步骤3中采用遗传算法进行计算，具体包括如下：
[0037]步骤1：使用各停机位的滑行距离进行基因编码；
[0038]步骤2：采用随机的方式生成初始种群；
[0039]步骤3：设置种群中的个体适应度函数；
[0040]步骤4：通过选择、交叉、以及变异计算得到最优解，即为停机位预分配的最终结果。
[0041]本专利技术还提供一种机场实时停机位分配装置，包括
[0042]模型建立装置，用于以航空器滑行距离最短、停机位占用率最高为优化目标，场面运行安全为约束条件构建停机位实时分配模型；
[0043]模型求解装置，用于利用遗传算法对停机位分配模型进行优化计算，得到停机位预分配结果。
[0044]本专利技术还提供一种电子设备，包括
[0045]至少一个处理器，以及
[0046]与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：
[0047]所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如任一所述的方法。
[0048]本专利技术还提供一种非易失性计算机可读存储介质，当所述计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行上述任一项所述的方法。
[0049]相对于现有技术，本专利技术所述的一种机场实时停机位分配方法具有以下优势：
[0050](1)本专利技术以航空器滑行距离最短、停机位占用率最高为优化目标构建目标函数，同时考虑场面运行的安全约束，建立了停机位实时分配模型，因此该实时分配模型以场面安全运行为前提，保障了生产的顺利进行；
[0051](2)本专利技术构建的停机位实时分配模型不仅可以对机场当天航班进行预分配，也可以对小幅度延误情况下的航班进行实时分配，是具有实时分配功能的停机位分配模型。在减少机场场道航空器拥堵、减少航空公司滑行燃油成本方面具有一定成效，为停机位实时分配问题的研究提供参考。
附图说明
[0052]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0053]图1为本专利技术的初始种群生成的流程图；
[0054]图2为本专利技术的轮盘赌选择方式示意图；
[0055]图3为本专利技术的交叉计算示意图；
[0056]图4为本专利技术的变异计算过程示意图；
[0057]图5为本专利技术的天津滨海机场停机位图ZBTJ
‑
2；
[0058]图6为本专利技术的第一滑行距离测量示意图；
[0059]图7为本专利技术的第二滑行距离测量示意图；
[0060]图8为本专利技术的滑行路径图
[0061]图9为本专利技术的迭代变化图；
[0062]图10为本专利技术的优化前停机位甘特图；
[0063]图11为本专利技术的优化后停机位(预分配停机位)甘特图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机场实时停机位分配方法，其特征在于：包括以航空器滑行距离最短、停机位占用率最高为优化目标，场面运行安全为约束条件构建停机位实时分配模型；利用遗传算法对停机位分配模型进行优化计算，得到停机位预分配结果。2.根据权利要求1所述的一种机场实时停机位分配方法，其特征在于：所述优化目标对应的函数为f＝f1+f2ꢀꢀꢀꢀ
(1)f1＝min[∑
i∈N
∑
k∈M
x
ik
(DA
k
+DD
K
)]
ꢀꢀꢀꢀ
(2)其中，N表示航班集合(i,j∈N；i＝1,2,3
…
20；j＝2,3,4
…
20)M表示停机位集合(k∈M；k＝1,2,3
…
28)DA表示航班滑入距离集合(DA
k
∈DA；k∈M；k＝1,2,3
…
28)DD表示航班滑出距离集合(DD
k
∈DD；k∈M；k＝1,2,3
…
28)其中，f1表示滑行距离最短的优化目标，目标函数为求出每个航班的滑行距离和滑入距离之和最少，即总滑行距离最短；f2表示最大化停机位使用效率，减少停机位占用。3.根据权利要求2所述的一种机场实时停机位分配方法，其特征在于：所述约束条件具体为体为体为体为体为体为其中，；
E
ik
表示航班i进入停机位k的挡轮挡时刻；L
ik
表示...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宁宁，冯嘉蓬，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：