【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机场协同调度，具体涉及一种面向机场群一体化运行的协同调度系统及方法。
技术介绍
1、随着我国民航运输总周转量的快速上升，交通运输需求地增长间接带动了跑道、塔台、机场等交通基础设施不断完善，一些地区从传统进近模式逐渐演变为多跑道、多机场、多塔台的大终端运行模式。然而，由于战略阶段临近机场集群定位不清晰，部分空域资源规划缺乏合理性；预战术阶段航班时刻调配依赖人工经验，产生不必要的时隙浪费或受限资源拥塞；战术运行阶段管制员面对航班飞行密度和复杂度相对较高的区域容易导致态势认识模糊，运行趋势判断困难。因此，对于大终端运行系统或机场群运行系统，带来最直观的表象是交通流运行效率提升难度大、安全风险主动防范难度高，所以如何在最大程度降低运行风险的同时，提升区域整体运行效率，是亟待解决的问题。传统的空中交通管理技术包括以下几种：
2、(1)进场管理(aman)技术：根据估计进场时间eta(estimated time of arrival)，管理终端管制区内多个机场的进场航班，在不违反安全间隔的条件下，合理高效地为进场航班分配着陆跑道，提供最优着陆次序与时间建议。但该技术尚未考虑离场航班流和场面拥挤带来影响，输出策略建议具有局限性；其次，该技术主要采用“先到先服务”原则排序进场航班，无法实现航班在特定计量点的位置交换，仅能提供一组可行的排序方案。
3、(2)asmgcs系统iii级和iv级：通过监视、控制、路由规划和引导功能实现对机场场面活动的飞机引导控制，以提高在各种运行条件下场面活动的效率和安全性。但该
4、(3)离场管理(dman)技术：根据估计离场时间etd(estimated time ofdeparture)，提前计算和优化航班计算撤轮挡时间(calculated off-block time，cobt)与计算起飞时间(calculated take-off time,ctot)，通过优化航班离场顺序和时间表，实现航班起飞至巡航阶段有效调度。但该项技术尚未与进场、场面管理技术相互结合，欠缺系统级优化，导致输出策略往往不能被执行。
5、(4)单机场进离场协同排序技术：利用传统进场管理计算进场航班跑道分配计划和时刻表，将其固定不再改变；然后，将离场管理和场面管理进行集成实现离场-场面的协同排序；最后，根据固定的进场航班序列，逐个插入离场航班序列。然而，该方案仅能提供一组可行的航班调度计划，该计划极大概率并非最优计划，无法有效提高机场的吞吐量；其次，因为该计划将离场航班序列强制插入进场航班序列，由于强制执行输出策略而对其他阶段加以额外约束限制，则会导致最终生成策略往往偏离全域最佳策略，从而可能引发更加严重的拥挤现象。
6、本质上，进场-场面-离场三阶段相互作用，彼此渗透，某阶段交通流运行状态改变将极大影响其他阶段，但当前空中交通管理技术主要集中于各自单一阶段的(独立进场或离场阶段)或局部场面区域运行优化，无论是在概念层面和逻辑层面都相互独立，尚未统筹考虑大终端运行或机场集群运行模式下全域范围航班流序列优化，因此仅能获得非全局性最优策略，进而导致各一线管制部门策略执行困难、整体资源利用率和运行效率难以提升等诸多问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种面向机场群一体化运行的协同调度系统及方法。
2、第一方面，一种面向机场群一体化运行的协同调度系统，
3、包括初始规划子系统、机场群空域一体化管理子系统以及多个单机场一体化排序管理子系统，所述机场群空域一体化管理子系统部署于终端管制中心和区域流量中心，所述多个单机场一体化排序管理子系统分别部署于各机场的塔台管制中心和机坪管制中心；
4、所述初始规划子系统用于：获取初始调度数据，并根据所述初始调度数据计算各进场航班到达目的机场的eta时间和各离场航班的etd时间；
5、所述单机场一体化排序管理子系统用于：根据各机场航班的所述eta时间和etd时间规划对应的跑道调度计划和航班进离场计划时间表；
6、所述机场群空域一体化管理子系统用于：以机场群吞吐量最大化为目标，对各机场对应的所述跑道调度计划和航班进离场计划时间表进行修正，并形成无冲突空域调度计划，实现机场群一体化协同调度。
7、进一步地，所述初始规划子系统包括调度器、进场航班估计到达时间计算模块以及离场航班估计离场时间计算模块，所述调度器和进场航班估计到达时间计算模块部署于终端管制中心和区域流量中心，所述离场航班估计离场时间计算模块部署于各机场的塔台管制中心和机坪管制中心；
8、所述调度器用于：获取初始调度数据，所述初始调度数据包括但不限于航班初始飞行计划、进离场初始跑道计划、无阻碍滑行时间以及离场航班计划撤轮挡时间sbot；
9、所述进场航班估计到达时间计算模块用于：根据所述初始调度数据计算每架进场航班无阻碍进场飞行路径，并预测航班四维航迹，根据所述航班四维航迹计算各进场航班到达目的机场的eta时间；
10、所述离场航班估计离场时间计算模块用于：根据所述初始调度数据统计本机场每架离场航班无阻碍滑行时间，并基于所述无阻碍滑行时间和计划撤轮挡时间sbot计算本机场离场航班的etd时间。
11、进一步地，所述单机场一体化排序管理子系统包括联合排序管理模块，用于：
12、根据所述eta时间和etd时间规划本机场每条跑道进离场调度计划，并生成进场航班的计算进场时间cta、离场航班的计算离场时间ctd以及跑道分配计划；
13、将每架离场航班所述计算离场时间ctd减去对应计划撤轮挡时间sbot，得到所需滑行时间；
14、判断所有离场航班的所述所需滑行时间是否均大于对应无阻碍滑行时间；
15、若是，则输出本机场所述进场航班的计算进场时间cta、离场航班的计算离场时间ctd以及跑道分配计划；
16、若否，则将每架离场航班所述计划撤轮挡时间sbot加上对应无阻碍滑行时间，根据计算结果修正etd时间，并根据修正后的etd时间返回重新规划跑道进离场调度计划，直至所有离场航班的所需滑行时间均大于对应无阻碍滑行时间。
17、进一步地，所述单机场一体化排序管理子系统还包括机场场面滑行管理模块，用于：
18、接收本机场所述进场航班的计算进场时间cta、离场航班的计算离场时间ctd以及跑道分配计划，并结合进离场航班的最短或标称滑行路径分配场面各计量点计划过点时间；
19、根据所述场面各计量点计划过点时间和离场航班的计算离场时间ctd，判断是否能找到本机场针对离场航班的可行调度计划；
20、若是，则根据本机场所述进场航班的计算进场时间cta、离场航班的计算离场时间ctd以及跑道分配计划，生成并输出跑道调度计划和航班进离场计划时间表，所述航班进离场计本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种面向机场群一体化运行的协同调度系统，其特征在于，包括初始规划子系统、机场群空域一体化管理子系统以及多个单机场一体化排序管理子系统，所述机场群空域一体化管理子系统部署于终端管制中心和区域流量中心，所述多个单机场一体化排序管理子系统分别部署于各机场的塔台管制中心和机坪管制中心；
2.根据权利要求1所述的一种面向机场群一体化运行的协同调度系统，其特征在于，所述初始规划子系统包括调度器、进场航班估计到达时间计算模块以及离场航班估计离场时间计算模块，所述调度器和进场航班估计到达时间计算模块部署于终端管制中心和区域流量中心，所述离场航班估计离场时间计算模块部署于各机场的塔台管制中心和机坪管制中心；
3.根据权利要求2所述的一种面向机场群一体化运行的协同调度系统，其特征在于，所述单机场一体化排序管理子系统包括联合排序管理模块，用于：
4.根据权利要求3所述的一种面向机场群一体化运行的协同调度系统，其特征在于，所述单机场一体化排序管理子系统还包括机场场面滑行管理模块，用于：
5.根据权利要求4所述的一种面向机场群一体化运行的协同调度系统，其
6.根据权利要求4所述的一种面向机场群一体化运行的协同调度系统，其特征在于，所述本机场针对离场航班的可行调度计划，具体为：本机场所有离场航班到达最后跑道计量点的时间大于等于对应离场航班的计算离场时间CTD。
7.根据权利要求4所述的一种面向机场群一体化运行的协同调度系统，其特征在于，所述机场群空域一体化管理子系统具体用于：
8.根据权利要求7所述的一种面向机场群一体化运行的协同调度系统，其特征在于，所述机场群空域一体化管理子系统还用于：
9.根据权利要求7所述的一种面向机场群一体化运行的协同调度系统，其特征在于，所述所有机场针对进场航班的可行调度计划，具体为：所有机场进场航班到达最后跑道计量点的时间等于对应进场航班的计算进场时间CTA。
10.一种面向机场群一体化运行的协同调度方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1～9中任一权利要求所述系统，步骤包括：
...【技术特征摘要】
1.一种面向机场群一体化运行的协同调度系统，其特征在于，包括初始规划子系统、机场群空域一体化管理子系统以及多个单机场一体化排序管理子系统，所述机场群空域一体化管理子系统部署于终端管制中心和区域流量中心，所述多个单机场一体化排序管理子系统分别部署于各机场的塔台管制中心和机坪管制中心；
2.根据权利要求1所述的一种面向机场群一体化运行的协同调度系统，其特征在于，所述初始规划子系统包括调度器、进场航班估计到达时间计算模块以及离场航班估计离场时间计算模块，所述调度器和进场航班估计到达时间计算模块部署于终端管制中心和区域流量中心，所述离场航班估计离场时间计算模块部署于各机场的塔台管制中心和机坪管制中心；
3.根据权利要求2所述的一种面向机场群一体化运行的协同调度系统，其特征在于，所述单机场一体化排序管理子系统包括联合排序管理模块，用于：
4.根据权利要求3所述的一种面向机场群一体化运行的协同调度系统，其特征在于，所述单机场一体化排序管理子系统还包括机场场面滑行管理模块，用于：
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【专利技术属性】
技术研发人员：夏朝禹，胡明华，侯昌波，朱秀莹，郭春波，文轶，唐伟，
申请(专利权)人：成都民航空管科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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