一种机场智能停机位自动分配方法组成比例

本发明专利技术提供一种机场智能停机位自动分配方法，包括以下步骤：步骤(1).通过条件约束规则集合，对可分配的机位进行过滤，构建可用约束矩阵；步骤(2).基于时间、成本、效益、服务指标进行停机位资源的综合应用与管理，构建目标函数矩阵；步骤(3).通过可用约束矩阵和目标函数矩阵权值的综合计算，获取航班的可分配机位矩阵；步骤(4).建立时间冲突矩阵、空间关联矩阵；步骤(5).改进禁忌搜索算法对可分配机位矩阵、时间冲突矩阵、空间关联矩阵进行处理，通过启发式算法进行机位的分配并输出多组分配方案。本发明专利技术对当前的停机位资源合理调度与优化配置，通过持续的数据挖掘分析能力不断提高机场资源的使用率和旅客的出行服务效率。场资源的使用率和旅客的出行服务效率。场资源的使用率和旅客的出行服务效率。

【技术实现步骤摘要】
一种机场智能停机位自动分配方法


[0001]本专利技术涉及机场调度方法
，具体为一种机场智能停机位自动分配方法。

技术介绍

[0002]机场旅客和货邮吞吐量逐年增加，相应的固定资源没有办法进行实时动态扩容，而机场是一个资本投入大、运营风险高的行业，其基础设施建设投资巨大，改扩建或新建工程动辄需要投资数十亿元到数百亿元，大量的基本建设投入经常使机场承担巨额债务而陷入经营困境。从全世界范围来看各个机场关注的焦点一直是航空安全、优质服务、和经营效益三个方面，其面临的主要压力是容量不足，保障能力难以适应航空运输业的快速发展。因此，如何在保证地面飞行安全的前提下通过生产资源的合理调度与优化配置，提高服务水平，提高资源利用率，这就对机场的稀缺停机位资源的高效利用和管理提出了更高的要求——即在有限的停机位情况下，最大限度提高其利用率，更好的平衡旅客出行的便捷性、航空公司的运营成本和机场的运营效率。当前停机位资源分配管理更多基于人工经验进行分配，不但耗费人力，而且整体的机位使用情况得不到全局最佳优化，进而导致利用率难以有效提升，旅客、航司和机场都难以得到最优统筹。

技术实现思路

[0003]本专利技术所解决的技术问题在于提供一种机场智能停机位自动分配方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种机场智能停机位自动分配方法，包括以下步骤：
[0005]步骤(1).通过条件约束规则集合，对可分配的机位进行过滤，构建可用约束矩阵；
[0006]步骤(2).基于时间、成本、效益、服务指标进行停机位资源的综合应用与管理，构建目标函数矩阵；
[0007]步骤(3).通过可用约束矩阵和目标函数矩阵权值的综合计算，获取航班的可分配机位矩阵；
[0008]步骤(4).若航班之间存在时间冲突建立时间冲突矩阵，机位之间的关联和依赖建立空间关联矩阵；
[0009]步骤(5).改进禁忌搜索算法对可分配机位矩阵、时间冲突矩阵、空间关联矩阵进行处理，通过启发式算法进行机位的分配并输出多组分配方案。
[0010]所述步骤(1)中可用约束矩阵管理停机位资源的可用态、以及航班和停机位之间的约束，在进行停机位资源的分配过程中进行相应的过滤和判断；由于停机位分配的多约束性，定义多个由m
×
n排成的矩阵m表示航班数量，n表示停机位数量，k表示约束规则数量；引入{0,1}变量Y
ij
，如果航班i分配到停机位j满足约束条件时Y
ij
＝1，否则Y
ij
＝0，即：
[0011][0012][0013]A
c
表示可用约束矩阵，表示航班与停机位的所有约束矩阵进行“与”运算，并最终输出一个可满足约束规则的量化{0，1}矩阵；为了便于进行矩阵的“与”运算，对初始矩阵A进行向量化，全部元素置为1。
[0014]所述步骤(2)中目标函数矩阵根据时间、成本、效益、服务和优先指标进行资源的配置，用于进行自动停机位资源分配策略中的一个因子，引导算法按照具体的策略进行动态调整；根据旅客的步行距离、保障资源的移动距离、行李的转运距离，构建对应的策略，统一称为目标函数，定义n行k列的矩阵A
o
，n表示停机位数量，k表示目标函数的数量，引入变量表示目标停机位距离，即：
[0015][0016]对目标函数矩阵进行量化处理，量化的方式以单目标函数为基础，采用最大最小极值法，把距离量化到[0,1]之间；
[0017][0018][0019]所述步骤(3)中可分配机位矩阵通过可用约束矩阵和目标函数矩阵的过滤与叠加计算后，形成航班的可分配机位矩阵，并且对每个可用机位进行打分，作为算法输入的初始数据；其计算流程如下：
[0020]a.根据目标函数之间的权值定义，计算总量化距离；
[0021]b.对可用机位矩阵变量用总量化距离进行替换计算可用停机位的总距离算
[0022]法如下：
[0023]w
i
表示第i个目标的权重值，权重之和等于1，0≤w
i
≤1，表示某个航班的第i个目标距离，T
s
表示停机位的总距离；最后对可用约束矩
[0024]阵A
c
进行替换，形成新的可分配机位矩阵A
a
：
[0025][0026]所述步骤(4)中时间冲突矩阵在相同时间段内，不同航空器在地面的保障时间段之间存在时间重叠，进而影响资源的分配和使用，通过航空器之间的时间冲突矩阵，来进行时间冲突检测和规避，定义一个m行m列的矩阵A
t
，m表示航班数量，引入变量t
ij
表示航班之间的时间冲突，如果航班i和航班j满足时间冲突条件时t
ij
＝1，否则t
ij
＝0，即：
[0027][0028][0029]所述步骤(4)中空间关联矩阵在目前停机位资源管理中，机位的组织之间存在多级父子关系、大小机位依赖，表示某一个停机位被占用后，其依赖的父级或者子级机位也不可用；通过构建机位与机位之间的关联依赖，来进行空间分配依赖检测和规避；定义一个n行n列的矩阵A
s
，n表示航班数量，引入变量S
ij
表示航班之间的关联冲突，如果航班i和航班j满足时间冲突条件时S
ij
＝1，否则s
ij
＝0，即：
[0030][0031][0032]所述禁忌搜索算法包括以下步骤：
[0033](1)算法初始化；给定算法参数，初始化终止条件，构造初始解，并将初始解作为当前解X和最优解x
best
，置禁忌表为空；
[0034](2)终止条件判定；判断算法终止条件，如果满足终止条件，则结束算法并输出优化结果，否则继续下一步骤；
[0035](3)构造候选解集；利用当前解的邻域函数产生若干个邻域解，并从中确定若干个候选解；
[0036](4)特赦准则判定；对候选解进行特赦准则判定，如果满足特赦准则，则用满足特赦准则的最佳候选解y作为新的当前解x，即令x＝y,并重新设置y对应的禁忌对象，转入步骤6,继续进行下一步骤；
[0037](5)选择非禁忌候选解；判断候选解对应的各对象的禁忌属性，选择候选解集中非禁忌对象的最佳解作为新的当前解，同时据此设置相应的禁忌对象；
[0038](6)更新最优解；比较当前解x和最优解x
best
，如果当前解比最优解更优，则把当前解作为新的最优解，即令由x
best
＝x，继续进行下一步；
[0039](7)更新控制条件；更新禁忌表和终止控制变量，转向步骤2,继续进行下一步。
[0040]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术对当前的停机位资源合理调度与优化配置，通过持续的数据挖掘分析能力不断提高机场资源的使用率和旅客的出行服务效率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机场智能停机位自动分配方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤(1).通过条件约束规则集合，对可分配的机位进行过滤，构建可用约束矩阵；步骤(2).基于时间、成本、效益、服务指标进行停机位资源的综合应用与管理，构建目标函数矩阵；步骤(3).通过可用约束矩阵和目标函数矩阵权值的综合计算，获取航班的可分配机位矩阵；步骤(4).若航班之间存在时间冲突建立时间冲突矩阵，机位之间的关联和依赖建立空间关联矩阵；步骤(5).改进禁忌搜索算法对可分配机位矩阵、时间冲突矩阵、空间关联矩阵进行处理，通过启发式算法进行机位的分配并输出多组分配方案。2.根据权利要求1所述的一种机场智能停机位自动分配方法，其特征在于：所述步骤(1)中可用约束矩阵管理停机位资源的可用态、以及航班和停机位之间的约束，在进行停机位资源的分配过程中进行相应的过滤和判断；由于停机位分配的多约束性，定义多个由m
×
n排成的矩阵m表示航班数量，n表示停机位数量，k表示约束规则数量；引入{0,1}变量Y
ij
，如果航班i分配到停机位j满足约束条件时Y
ij
＝1，否则Y
ij
＝0，即：＝0，即：A
c
表示可用约束矩阵，表示航班与停机位的所有约束矩阵进行“与”运算，并最终输出一个可满足约束规则的量化{0，1}矩阵；为了便于进行矩阵的“与”运算，对初始矩阵A进行向量化，全部元素置为1。3.根据权利要求1所述的一种机场智能停机位自动分配方法，其特征在于：所述步骤(2)中目标函数矩阵根据时间、成本、效益、服务和优先指标进行资源的配置，用于进行自动停机位资源分配策略中的一个因子，引导算法按照具体的策略进行动态调整；根据旅客的步行距离、保障资源的移动距离、行李的转运距离，构建对应的策略，统一称为目标函数，定义n行k列的矩阵A
o
，n表示停机位数量，k表示目标函数的数量，引入变量表示目标停机位距离，即：
对目标函数矩阵进行量化处理，量化的方式以单目标函数为基础，采用最大最小极值法，把距离量化到[0,1]之间；法，把距离量化到[0,1]之间；4.根据权利要求1所述的一种机场智能停机位自动分配方法，其特征在于：所述步骤(3)中可分配机位矩阵通过可用约束矩阵和目标函数矩阵的过滤与叠加计算后，形成航班的可分配机位矩阵，并且对每个可用机位进行打分，作为算法输入的初始数据；其计算流程如下：a.根据目标函数之间的权值定义，计算总量化距离；b.对可用机位矩阵变量用总量化距离进行替换计算可用停机位的总距离算法如下：w
i
表示第i个目标的权重值，权重之和等于1，0≤w
...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖小建，刘宏仓，王媛，
申请(专利权)人：西安悦泰科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：