【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于智慧民航，尤其涉及基于多粒度和多尺度的机场滑行运行拥堵状态评估方法。
技术介绍
1、随着机场的航班量不断增加，场面运行的安全和效率的压力不断增加。面对日益繁忙的机场，如何提高机场场面资源运行效率，成为民航地面运输研究的一大问题。滑行道系统是机场的重要资源，起到连接停机位和跑道的功能，供航空器起飞/着陆—停机位之间滑行通行的作用。滑行轨迹规划是一个人、机、路和环境等多主体资源协调运行的动态与静态相互协调关联的复杂大系统。滑行道系统处于不确定环境中，其特点决定了调度的复杂性、随机性、突发性、多目标和约束性、大规模性等，依靠人工方式在计划和实时操作层费时费力编制的调度方案仅近似反映其在某时刻的一个特定状态，不仅无法充分发挥系统效率，而且与实际运营调度存在一定偏差。随着场面运行的复杂度增加，借助5gaeromacs、大数据和人工智能等先进技术，亟待研究场面滑行调度的智能化日常运营管理，主动地感知环境变化识别其运行瓶颈，并快速生成一个适于环境变化的调度方案，减少航空器滑行时间，避免冲突，通过提高机场场面滑行运行的效率减少航空器地面拥堵。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出了基于多粒度和多尺度的机场滑行运行拥堵状态评估方法，根据全部航空器在机场滑行网络上的时空轨迹(位置和时间)数据，从航空器滑行、滑行网络的局部和整体运行效率、排放和安全等角度，建立单一和综合评估指标，据此分析机场滑行网络在不同时间和空间尺度的微宏观运行拥堵状态，并动态诊断其存在问题、时间和地点。
2、为实现上述目的，本专利技术提出了基于多粒度和多尺度的机场滑行运行拥堵状态评估方法，包括：
3、根据全部航空器在机场滑行网络上的时空轨迹数据，从航空器滑行、滑行网络的局部和整体运行效率、排放和安全等角度，建立单一和综合评估指标，据此分析机场滑行网络在不同时间和空间尺度的微宏观运行拥堵状态，并动态诊断其存在问题、时间和地点，其中，所述时空轨迹包括位置和时间；具体步骤如下：
4、步骤1：构建航空器、场滑行网络的局部和整体运行的若干指标体系；
5、步骤2：根据运行健康标准进行分类，自动诊断上述指标的运行状态；
6、步骤3：在步骤1和步骤2的基础上，分别对航空器、场滑行网络的局部和整体运行的多个指标体系进行组合，获得它们的综合评分；
7、步骤4：在上述基础上，根据航空器、场滑行网络的局部和整体运行的不同指标涵义差异，动态诊断其存在问题、时间和地点。
8、可选的，根据全部航空器在机场滑行网络上的时空轨迹，计算它们的平均速度、行程时间、交通密度和流量，以及等待时间、冲突次数、碳排放量等若干航空器运行指标，据此分析机场滑行网络在不同时间和空间尺度的多个微宏观运行指标，具体步骤如下：
9、步骤1：数据准备，包括滑行网络的拓扑结构g＝(n,e)(n表示滑行网络节点集合，e表示滑行网络的节点连接边集合)和节点和之间边距离矩阵航空器的速度v、行驶和等待过程碳排放系数p1和p2，以及每架航空器通过滑行节点的状态和途径相邻节点和的滑行路径并获取其在某机位的推出时刻显然地，若满足
10、步骤2：动态跟踪航空器滑行轨迹，主要涉及任意航空器在节点或的等待时间或和达到时间或若航空器在路径上滑行，满足
11、步骤3：计算任意每架航空器的运行指标，包括：里程行程时间平均速度冲突次数推迟延误时间碳排放量其中
12、步骤4：计算滑行网络的局部运行指标，包括：相邻节点和的滑行路径的平均行程时间平均速度碳排放量某节点的冲突次数平均等待时间
13、步骤5：计算滑行网络的整体运行指标，包括：平均行程时间平均速度平均等待时间总冲突次数总碳排放量总推迟延误时间
14、可选的，对每架航空器以及滑行网络的局部和整体运行17种指标，根据运行健康标准进行分类，自动诊断其运行状态，具体步骤包括：
15、步骤1：根据历史数据和运行标准，获取任意指标的最理想和最差状态，即：
16、任意每架航空器里程lk的最理想状态和最差状态行程时间tk最理想状态和最差状态平均速度vk最理想状态和最差状态冲突次数ok最理想状态和最差状态推迟延误时间最理想状态和最差状态碳排放量ck最理想状态和最差状态
17、相邻节点和的平均行程时间tij最理想状态和最差状态平均速度vij最理想状态和最差状态碳排放量cij最理想状态和最差状态某节点的冲突次数oi最理想状态和最差状态平均等待时间wti最理想状态和最差状态
18、滑行网络的平均行程时间t最理想状态tbest和最差状态tworst、平均速度v最理想状态vbest和最差状态vworst、平均等待时间wt最理想状态wtbest和最差状态wtworst、总冲突次数o最理想状态obest和最差状态oworst、总碳排放量c最理想状态cbest和最差状态cworst、总推迟延误时间dt最理想状态dtbest和最差状态dtworst；
19、步骤2：判断17种指标的类型，根据成本和效益型，计算它们的偏离程度，即：
20、任意每架航空器里程lk的偏离程度行程时间tk偏离程度平均速度vk偏离程度冲突次数ok偏离程度推迟延误时间偏离程度碳排放量ck偏离程度
21、相邻节点和的平均行程时间tij偏离程度平均速度vij偏离程度碳排放量cij偏离程度某节点的冲突次数oi偏离程度平均等待时间wti偏离程度
22、滑行网络的平均行程时间t偏离程度平均速度v偏离程度平均等待时间wt偏离程度总冲突次数o偏离程度总碳排放量c偏离程度总推迟延误时间dt偏离程度
23、步骤3：计算上述每一种指标的偏离程度fn(x)(n＝1，2，3，…，17)，将[0-0.6)、[0.6-0.7)、[0.7-0.8)、[0.8-0.9)和[0.9-1]与不及格、合格、中、良好、优秀进行关联，根据fn(x)的值自动诊断其运行拥堵状态。
24、可选的，考虑每架航空器运行的若干个指标，可以评估当前航空器滑行路径优劣以及全部航空器滑行路径整体方案的存在问题和原因，具体步骤包括：
25、首先，设置每架航空器的f1（lk)、f2(tk)、f3(vk)、f4(ok)、f6(ck)等相关指标的权重，满足获得每架航空器综合滑行路径方案评分评估其存在问题和原因；
26、其次，全部航空器滑行路径整体方案综合评分
27、可选的，考虑滑行网络的局部运行若干个指标，可以评估滑行网络的全部节点和边拥堵状态，分析其时空演变趋势，具体步骤包括：
28、首先，设置相邻节点和的边f7(tij)、f8(vij)、f9(cij)等相关指标的权重，满足获得滑行网络相邻节点和的边综合评分评估其拥堵状态；
29、其次，设置某节点的f10(oi)、f11本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于多粒度和多尺度的机场滑行运行拥堵状态评估方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于多粒度和多尺度的机场滑行运行拥堵状态评估方法，其特征在于，根据全部航空器在机场滑行网络上的时空轨迹，计算它们的平均速度、行程时间、交通密度和流量，以及等待时间、冲突次数、碳排放量等若干航空器运行指标，据此分析机场滑行网络在不同时间和空间尺度的多个微宏观运行指标，具体步骤如下：
3.根据权利要求1所述的基于多粒度和多尺度的机场滑行运行拥堵状态评估方法，其特征在于，对每架航空器以及滑行网络的局部和整体运行17种指标，根据运行健康标准进行分类，自动诊断其运行状态，具体步骤包括：
4.根据权利要求1所述的基于多粒度和多尺度的机场滑行运行拥堵状态评估方法，其特征在于，考虑每架航空器运行的若干个指标，可以评估当前航空器滑行路径优劣以及全部航空器滑行路径整体方案的存在问题和原因，具体步骤包括：
5.根据权利要求1所述的基于多粒度和多尺度的机场滑行运行拥堵状态评估方法，其特征在于，考虑滑行网络的局部运行若干个指标，可以评估滑行网络的全部节点和边拥堵
6.根据权利要求1所述的基于多粒度和多尺度的机场滑行运行拥堵状态评估方法，其特征在于，考虑滑行网络的整体运行若干个指标，从多维视角诊断其存在问题、时间和地点，具体步骤包括：
...【技术特征摘要】
1.基于多粒度和多尺度的机场滑行运行拥堵状态评估方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于多粒度和多尺度的机场滑行运行拥堵状态评估方法，其特征在于，根据全部航空器在机场滑行网络上的时空轨迹，计算它们的平均速度、行程时间、交通密度和流量，以及等待时间、冲突次数、碳排放量等若干航空器运行指标，据此分析机场滑行网络在不同时间和空间尺度的多个微宏观运行指标，具体步骤如下：
3.根据权利要求1所述的基于多粒度和多尺度的机场滑行运行拥堵状态评估方法，其特征在于，对每架航空器以及滑行网络的局部和整体运行17种指标，根据运行健康标准进行分类，自动诊断其运行状态，具体步骤包括：
...【专利技术属性】
技术研发人员：马文博，周雅琴，魏明，苑天佑，张旭婧，董震岭，
申请(专利权)人：中国民航科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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