一种机场场面运行优化方法、装置、设备及可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种机场场面运行优化方法、装置、设备及可读存储介质，涉及飞机机场设施技术领域，包括获取当前时刻之前的一段时间段内的机场场面的历史运行数据；得到所述机场场面在运行过程中每组机坪的历史资源分配规则；对所述机坪进行分区，得到所述机坪的分区结果；构建所述机坪内航班的滑行时间函数，得到所述航班在所述机坪的滑行时间；获取第一信息；计算得到动态路径阻抗函数；实时更新所述机场场面运行状态。通过本发明专利技术的方法显著地减少了机场场面滑行时间和滑行过程中的潜在冲突和拥堵，从而在提高机场场面运行效率的同时减少管制员工作负荷；为管制、机场运行控制等相关单位在运行保障过程中，实时提供可靠、有效地决策基础。效地决策基础。效地决策基础。

【技术实现步骤摘要】
一种机场场面运行优化方法、装置、设备及可读存储介质


[0001]本专利技术涉及飞机机场设施
，具体而言，涉及机场场面运行优化方法、装置、设备及可读存储介质。

技术介绍

[0002]随着航空运行量不断增加，进离场运行的协同、耦合管理程度、滑行过程复杂多变和不同利益相关者(管制、航空公司、机场等)的相互作用不断增加，特别是在高密度且具有复杂场面网络结构的大型机场，航空器走走停停，跑道头排队过长，滑行时间过长，多跑道机场跑道穿越等现象随处可见，使得场面运行的复杂度显著提升，且运行效率保障难度急剧增加。机场场面经常会造成拥堵，而机场场面运行优化方法是解决机场场面拥堵的重点。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种机场场面运行优化方法、装置、设备及可读存储介质，以改善上述问题。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0004]第一方面，本申请提供了一种机场场面运行优化方法，包括：
[0005]获取当前时刻之前的一段时间段内的机场场面的历史运行数据；
[0006]根据所述历史运行数据得到所述机场场面在运行过程中每组机坪的历史资源分配规则；
[0007]根据所述历史资源分配规则，对所述机坪进行分区，得到所述机坪的分区结果；
[0008]根据所述分区结果和所述机坪的预设的影响因子，构建所述机坪内航班的滑行时间函数，计算得到所述航班在所述机坪的动态滑行时间；
[0009]获取第一信息，所述第一信息包括所述航班的无冲突路径滑行时间和所述航班的交互作用指数；
[0010]根据所述第一信息，计算得到动态路径阻抗函数；
[0011]基于先到先服务原则、所述滑行时间和所述动态路径阻抗函数，对所述航班优化运行，并实时更新所述机场场面运行状态。
[0012]第二方面，本申请还提供了一种机场场面运行优化装置，包括第一获取模块、分配模块、分区模块、构建模块、第二获取模块、计算模块和更新模块，其中：
[0013]第一获取模块：用于获取当前时刻之前的一段时间段内的机场场面的历史运行数据；
[0014]分配模块：用于根据所述历史运行数据得到所述机场场面在运行过程中每组机坪的历史资源分配规则；
[0015]分区模块：用于根据所述历史资源分配规则，对所述机坪进行分区，得到所述机坪的分区结果；
[0016]构建模块：用于根据所述分区结果和所述机坪的预设的影响因子，构建所述机坪内航班的滑行时间函数，得到所述航班在所述机坪的滑行时间；
[0017]第二获取模块：用于获取第一信息，所述第一信息包括所述航班的无冲突路径滑行时间和所述航班的交互作用指数；
[0018]计算模块：用于根据所述第一信息，计算得到动态路径阻抗函数；
[0019]更新模块：用于基于先到先服务原则、所述滑行时间和所述动态路径阻抗函数，对所述航班优化运行，并实时更新所述机场场面运行状态。
[0020]第三方面，本申请还提供了一种机场场面运行优化设备，包括：
[0021]存储器，用于存储计算机程序；
[0022]处理器，用于执行所述计算机程序时实现所述机场场面运行优化方法的步骤。
[0023]第四方面，本申请还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于机场场面运行优化方法的步骤。
[0024]本专利技术的有益效果为：本专利技术旨在考虑运行限制和规则的条件下，实时为每架进离港航班实时分配最优滑行路径和滑行时间，提出一种适用于机场场面运行的动态滑行路径阻抗成本函数，此函数不需要依靠任何仿真模拟器，仅根据机场场面拓扑特性和机场场面动态交通流特性，可实时计算目标航空器在起点/终点(跑道/机位)间所有可用滑行路径阻抗成本。基于提出的动态滑行路径阻抗函数，本专利技术分别提出两种实时路径分配算法为：1.基于先到先服务的动态滑行路径搜索；2.基于滚动时域的动态滑行路径搜索算法。实时路径分配优化算法的实现，可为每架进港航班实时计算分配最优滑行路径(滑行时间短、冲突和拥堵少)，以及为离港航班分配机位推出时间和最优滑行路径，同时满足跑道时隙或跑道起飞序列。
[0025]基于本专利技术提出的优化算法，滑行时间、跑道头队列、航班延误、潜在冲突次数、场面拥堵情况大幅度降低，航班运行效率显著提升，并显著地减少了机场场面滑行时间和滑行过程中的潜在冲突和拥堵，从而在提高机场场面运行效率的同时减少管制员工作负荷；为管制、机场运行控制等相关单位在运行保障过程中，实时提供可靠、有效地决策基础。
[0026]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术实施例了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0028]图1为本专利技术实施例中所述的机场场面运行优化方法流程示意图；
[0029]图2为本专利技术实施例中所述的机场场面运行优化装置结构示意图；
[0030]图3为本专利技术实施例中所述的机场场面运行优化设备结构示意图。
[0031]图中:701、第一获取模块；702、分配模块；703、分区模块；704、构建模块；7041、第一获取单元；7042、第二获取单元；7043、分区单元；7044、第三获取单元；7045、第四获取单元；7046、第一构建单元；705、第二获取模块；706、计算模块；7061、第五获取单元；7062、第一计算单元；7063、第六获取单元；7064、第七获取单元；7065、第二计算单元；7066、第三计
算单元；707、更新模块；7071、排序单元；7072、第八获取单元；7073、选取单元；7074、优化单元；70741、确定单元；70742、判断单元；70743、激活单元；70744、获取排序单元；70745、获取信息单元；70746、选取目标单元；70747、第四计算单元；70748、初始单元；800、机场场面运行优化设备；801、处理器；802、存储器；803、多媒体组件；804、I/O接口；805、通信组件。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机场场面运行优化方法，其特征在于，包括：获取当前时刻之前的一段时间段内的机场场面的历史运行数据；根据所述历史运行数据得到所述机场场面在运行过程中每组机坪的历史资源分配规则；根据所述历史资源分配规则，对所述机坪进行分区，得到所述机坪的分区结果；根据所述分区结果和所述机坪的预设的影响因子，构建所述机坪内航班的滑行时间函数，得到所述航班在所述机坪的滑行时间；获取第一信息，所述第一信息包括所述航班的无冲突路径滑行时间和所述航班的交互作用指数；根据所述第一信息，计算得到动态路径阻抗函数；基于先到先服务原则、所述滑行时间和所述动态路径阻抗函数，对所述航班优化运行，并实时更新所述机场场面运行状态。2.根据权利要求1所述的机场场面运行优化方法，其特征在于，根据所述分区结果和所述机坪的影响因子，构建所述机坪内所述航班的滑行时间函数，得到所述航班在所述机坪的滑行时间，其中包括：获取第二信息，所述第二信息包括所述航班的空间配置、所述航班流的运行特征和所述航班的类型；获取所述机坪的分区规则，其中，所述机坪分区规则包括所述航班的滑行路线有重叠或有冲突的停在同一停机坪内、所述航班的滑行路线相对独立的集中在两个不同的所述停机坪内和流入或流出任意两个不同的所述停机坪的航班流相对独立；根据所述第二信息和所述分区规则，对所述机坪进行分区，得到新的机坪分区；获取第三信息，所述第三信息包括所述航班从进入所述停机坪开始到离开所述停机坪所需时间或从撤下所述航班的轮挡开始到离开所述停机坪所需时间；获取第四信息，所述第四信息包括所述航班从到达机位后到上轮挡完成后所需时间，或所述航班到达所述停机坪外开始等待到开始滑行所需时间；基于所述第三信息、所述第四信息和所述机坪的影响因子，构建所述机坪内所述航班的滑行时间函数，对新的所述机坪分区进行计算，得到所述航班在所述机坪内滑行时间。3.根据权利要求1所述的机场场面运行优化方法，其特征在于,所述计算得到动态路径阻抗函数，其中包括：获取所述机场的规则信息，所述机场的规则信息包括机场的滑行道的运行规则、每个所述航班的可行滑行路径组和所述机场的滑行网络拓扑；根据所述机场的规则信息，得到所述机场的滑行道内的所有直线段路径长度、平均直线滑行速度、所有转弯路径长度和平均转弯滑行时间，通过计算得到无冲突路径滑行时间；获取第一向量，所述第一向量为第一航班预计到达节点的时间向量；获取第二向量，所述第二向量为第二航班预计达到所述节点的时间向量；基于无模型控制方法，将所述无冲突路径滑行时间、所述第一向量、所述第二向量、预设的重合路段的长度和敏感度系数进行计算，得到交互作用指数；根据所述交互作用指数，计算得到所述动态路径阻抗函数。4.根据权利要求1所述的机场场面运行优化方法，其特征在于,所述基于先到先服务原
则和所述动态路径阻抗函数，对所述机场场面的运行状态进行优化，其中包括：根据所述航班到达时间将所述航班按照时间升序进行排序，得到航班分配优先级列表；根据所述航班分配优先级列表，获取所述航班的信息，所述航班的信息包括每一架所述航班的机位、所述航班相对应的跑道的使用信息和每一架所述航班的可行的滑行路径集；根据所述航班的可行的滑行路径集，选取所述滑行路径集中动态路径阻抗成本最小的路径为待搜索目标；基于动态路径阻抗函数和所述待搜索目标，根据预设的滑行规则、滑行限制和滑行偏好，将所述航班的信息输入至第一预设模型中进行优化，得到优化后的所述机场场面的运行状态。5.一种机场场面运行优化装置，其特征在于，包括：第一获取模块：用于获取当前时刻之前的一段时间段内的机场场面的历史运行数据；分配模块：用于根据所述历史运行数据得到所述机场场面在运行过程中每组机坪的历史资源分配规则；分区模块：用于根据所述历史资源分配规则，对所述机坪进行分...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹苏皖，韩科，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：