【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种机场活动区道路交通网络最佳韧性恢复策略的确定方法。
技术介绍
1、韧性指系统在受到外部扰动时的抵抗、吸收能力以及扰动后通过适当的修复措施快速恢复至可接受水平的能力。随着《国家综合立体交通网指标框架》的发布，建设高质量的交通运输系统，增强交通系统的弹性成为中国交通领域发展的大势所趋。机场活动区作为新一代民航运输系统建设中至关重要的一环，其路网韧性直接影响了滑行系统的运行效率和可靠性。滑行道交汇口的临时关闭可能会造成流量拥塞等问题，若能研究机场活动区交通网络故障及修复的传播机理和影响范围，识别潜在的风险和安全隐患，并制定相应的措施，就能为机场滑行系统的优化设计和应急处理提供参考，帮助管制员在航空器地面运行指挥过程中建立一种更加真实和灵活的安全思维，不仅仅为了防御和规避风险，更为重视恢复和适应风险，从而提高场面运行安全的可持续性和稳定性。
2、近年来，复杂网络的自修复与外部修复能力，即网络的韧性，受到广泛关注。1973年holling初次提出韧性这一概念，并运用于生态系统研究中。之后韧性被应用于预防和修复两个方面，各种领域通过构建韧性评估模型找出最优决策方案。后来，韧性的发展逐步从社会经济领域运用于交通运输领域，为察觉异常情况和及时恢复交通网络提供理论支撑。学者常将网络平均效率、最大连通图和平均最短路径等作为韧性评估指标，模拟不同修复方案下的网络韧性变化，进而判断最佳的备选修复方案。2015年janic将民用航空的特征和运营模式相结合，构建航空运输网络的韧性算法，预估面对突发事件时的网络变化。2020年张
3、航空器在进行机场场面活动时，极易出现不安全事件，特别是在流量繁忙的高峰时期，由于机场容量的有限性，航空器可能会在交叉口产生拥堵。而导致这些运行风险的原因包括机场的场面布局、场面复杂的交通流等，这些因素将影响对潜在冲突交汇口的识别。当前，许多学者仅从网络拓扑特征的角度来识别关键点，却忽略了节点在实际网络中的影响因素。传统的介数中心性算法假设网络中的节点是简单相连的，但在实际的航班地面运行中，不同停机坪之间通常并不相通，由此需要重新审视机场活动区交通网络中节点之间的联系。在机场活动区，不同滑行道适用于不同类型的航空器，管制员也会根据场面布局选择适用于机场自身的滑行路径，这直接影响到滑行道交汇口的实际流量。因此，本专利技术提出了通过统计航空器实际流量和滑行道路面等级来定义改进的介数中心性指标，以获取实际动态运行下的关键节点，从而更准确地评估其重要性。在复杂网络的韧性评估中，通常会关注网络效率、最大连通子图节点比例和聚类系数等指标。然而，在研究进离港航班方面，现有方法存在一定局限性：航空器地面运行的效率主要关注点是进离场的通行效率，尤其是如何规划最短路径完成地面滑行任务。因此，本专利技术在运用最短路径长度的基础上，结合航空器进离场规则，提出了一种考虑航空器进离场的韧性评估指标。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺点，本专利技术提出了一种机场活动区道路交通网络最佳韧性恢复策略的确定方法。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种机场活动区道路交通网络最佳韧性恢复策略的确定方法，包括如下步骤：
3、步骤一、构建机场活动区道路交通网络模型；
4、步骤二、在机场活动区道路交通网络受扰结束后，分别计算因网络受扰而失效的全部节点的基于流量和道路等级的改进介数中心性指标值，并按指标值的大小进行排序；然后按照大小顺序在单位时间选择1个节点进行逐个恢复，直至所有失效节点全部恢复为止。
5、与现有技术相比，本专利技术的积极效果是：
6、本专利技术通过构建机场活动区道路交通复杂网络模型，融合网络拓扑特征和实际运行特征提出改进介数中心性，筛选出关键滑行道交汇口集合；本专利技术建立进离场平均最短路径长度评估指标，分析受损及修复后的网络性能，监测网络韧性的演化过程，通过持续优化措施效果，适应机场活动区不断变化的安全威胁，增强了场面安全的稳定性。具体优点表现如下：
7、(1)当流量权重和道路等级权重为0.5时，利用度中心性、介数中心性和接近中心性识别出的重要节点集中于第一平行滑行道，而利用本专利技术提出的改进介数中心性筛选出来的排名较前的节点位于第二平行滑行道交汇口，其节点冲突发生概率更高，更符合实际运行情况，为机场活动区网络的关键节点。在运行指挥中，管制员可对这些路段加强监控、进行重点流量调配，以提高机场活动区交通网络的抗风险能力；
8、(2)识别最佳网络韧性恢复策略不仅是一种应对外部干扰的手段，更是机场运行安全的重要保障。面对外界扰动时，随机恢复策略下的网络韧性最小，需要较长时间才能恢复至安全运行状态。相同流量权重，道路等级系数越大，综合韧性指标值越高，网络安全水平越好，航班运行的稳定性越佳。相同道路等级系数，流量权重越大，综合韧性指标值越低，航班运行的安全稳定性越差。总的来看，面对度值攻击为例的安全威胁，优先恢复本专利技术提出的改进介数中心性值最大的交汇口为改进优化后最佳的恢复措施，一定程度上能提高地面航班运行的安全韧性，这有利于建立较为健全的应急响应安全措施；
9、(3)本专利技术采用space l方法构建机场活动区道路交通网络模型，能直观反映道口之间的连接关系，有助于对关键道口的识别分析。通过实证分析，采用本专利技术的模型构建方法与采用space r方法这两种不同的网络构建方法，得到的关键节点都位于第二平行滑行道b，并且得到的前十位关键交汇口结果高度重合，这说明不同的网络构建方法，近乎能够得到一致性的重要节点识别结论，同时space r方法佐证了基于space l方法得到的关键道口结果，验证了其正确性；
10、(4)本专利技术提出的进离场平均最短路径长度值指标具有拓展至其他交通网络的潜力。尽管本专利技术方法针对航空器地面运行情况设计，但其基于最短路径长度和进离场规则的评估思路同样适用于其他类型的交通网络。通过将这一指标应用于其他交通网络，可以更全面地评估不同类型交通网络的运行效率和韧性。
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1.一种机场活动区道路交通网络最佳韧性恢复策略的确定方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的机场活动区道路交通网络最佳韧性恢复策略的确定方法，其特征在于：按如下方法构建基于Space L的机场活动区道路交通网络模型：
3.根据权利要求1所述的机场活动区道路交通网络最佳韧性恢复策略的确定方法，其特征在于：按如下方法构建基于Space R的机场活动区道路交通网络模型：
4.根据权利要求1所述的机场活动区道路交通网络最佳韧性恢复策略的确定方法，其特征在于：按如下公式计算节点i的基于流量和道路等级的改进介数中心性指标值FDBCi：
5.根据权利要求4所述的机场活动区道路交通网络最佳韧性恢复策略的确定方法，其特征在于：按如下公式计算道路等级函数degreei：
6.根据权利要求1所述的机场活动区道路交通网络最佳韧性恢复策略的确定方法，其特征在于：采用如下综合韧性指标GR对机场活动区道路交通网络性能变化过程进行度量：
7.根据权利要求6所述的机场活动区道路交通网络最佳韧性恢复策略的确定方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的机场活动区道路交通网络最佳韧性恢复策略的确定方法，其特征在于：损失速率RAPIDP按如下公式计算：
9.根据权利要求7所述的机场活动区道路交通网络最佳韧性恢复策略的确定方法，其特征在于：单位时间性能损失TAPL按如下公式计算：
10.根据权利要求7所述的机场活动区道路交通网络最佳韧性恢复策略的确定方法，其特征在于：恢复速率RAPIRP按如下公式计算：
...【技术特征摘要】
1.一种机场活动区道路交通网络最佳韧性恢复策略的确定方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的机场活动区道路交通网络最佳韧性恢复策略的确定方法，其特征在于：按如下方法构建基于space l的机场活动区道路交通网络模型：
3.根据权利要求1所述的机场活动区道路交通网络最佳韧性恢复策略的确定方法，其特征在于：按如下方法构建基于space r的机场活动区道路交通网络模型：
4.根据权利要求1所述的机场活动区道路交通网络最佳韧性恢复策略的确定方法，其特征在于：按如下公式计算节点i的基于流量和道路等级的改进介数中心性指标值fdbci：
5.根据权利要求4所述的机场活动区道路交通网络最佳韧性恢复策略的确定方法，其特征在于：按如下公式计算道路等级函数degreei：
【专利技术属性】
技术研发人员：牟睿聆，康瑞，夏正洪，王汝昕，
申请(专利权)人：中国民用航空飞行学院，
类型：发明
国别省市：
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