[发明专利]基于多目标动态分配跑道的进场多约束排序计算方法

说明书

本发明公开了一种基于多目标动态分配跑道的进场多约束排序计算方法，基于轨迹预测和基础数据的一致性，建立不同的跑道分配策略：空中防交叉、最早计算降落至跑道、最早计算滑行至停机位，分配降落跑道和进场程序并重新计算航班预计降落时间，基于预计降落时间，在考虑跑道限制、测量点限制等因素的情况下，使航班延误在不同延误消耗策略下进行最优解计算航班降落时间、计算过外区移交点时间、计算过进港点时间、计算过测量点时间，用以缓解进港航班在进近区域的交通拥堵情况，提升进港航班上下游管制单位的整体运行效率。

技术领域

本发明属于进场管理技术领域，具体指代一种基于多目标动态分配跑道的进场多约束排序计算方法。

背景技术

航班进港排序是提高终端机场吞吐量、减少能源消耗、减少航班延误的有效措施，在优化航班终端管理体制中发挥重要作用。面对越来越复杂、多元化的航空发展形式，国内外专家学者对优化进港排序问题的研究在逐步深入，呈现百家争鸣的状态，但是纵观其结果，主要针对单跑道，单目标进行研究。随着计算机技术的不断发展，飞机进港排序应该实现质的飞跃，实现多目标动态分配跑道的规划模式，针对不同的交通流情形按照空中防交叉、最早计算降落至跑道、最早计算滑行至停机位的算法计算得出跑道分配和进场程序分配的最优解。

当前实际指挥流程中，管制员参考自动化系统分配跑道拥有很多局限性，已不能适应当前管制的前瞻性和便捷性要求。第一，由于自动化系统设置跑道运行模式是基于当前时间设置，分配出的跑道和进场程序未考虑航班预计降落时间，导致管制员人工干预频率较高。第二，自动化系统分配跑道未考虑当前航班架次和管制指挥压力，在双跑道乃至多跑道运行模式下管制员指挥压力倍增，增加燃油消耗和航班延误，加大了航空公司的运营成本。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于多目标动态分配跑道的进场多约束排序计算方法，以解决现有技术中进场管制过程中的跑道分配和尽可能较少航班总延误问题。本发明基于轨迹预测和基础数据的一致性，建立不同的跑道分配策略(空中防交叉、最早计算降落至跑道、最早计算滑行至停机位)，分配降落跑道和进场程序并重新计算航班预计降落时间，基于预计降落时间，在考虑跑道限制、测量点限制等因素的情况下，使航班延误在不同延误消耗策略下进行最优解计算航班降落时间、计算过外区移交点时间、计算过进港点时间、计算过测量点时间，用以缓解进港航班在进近区域的交通拥堵情况，提升进港航班上下游管制单位的整体运行效率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种基于多目标动态分配跑道的进场多约束排序计算方法，步骤如下：

1)在航班实际起飞或雷达相关后，对航班航路的四维航迹过点时间进行预测计算，计算出航班预计过外区移交点时间ETO_BF、预计过移交点时间ETO_FF、预计降落时间ETA；

2)根据航班所属优先级与上述预测得到的预计降落时间ETA进行初始排序，按照优先级从高至低，同等优先级先到先服务的原则，形成原始次序；依据在线设置跑道运行模式、跑道分配规则以及不同的跑道分配策略计算出航班的降落跑道，同时得出预计降落时间ELDT，考虑跑道限制计算航班的计算降落时间CLDT；根据计算降落时间CLDT和预计降落时间ELDT之差得出航班跑道延误；

3)根据离线配置航班测量点的分配规则，为航班分配测量点；依据四维航迹预测的预计过测量点时间ETO_MF，考虑测量点限制计算航班的计算过测量点时间CTO_MF；根据计算过测量点时间CTO_MF和预计过测量点时间ETO_MF之差可计算得出航班在测量点延误；

4)根据航班在跑道延误和测量点延误之差计算进港航班在测量点与跑道内的延误，在保证航班跑道延误最小化的前提下，同时满足测量点与跑道限制以及测量点与跑道之间可吸纳延误重新计算计算降落时间CLDT和计算过测量点时间CTO_MF，同时计算得出计算过外区移交点时间CTO_BF和计算过进港点时间CTO_FF；计算得出航班的模式；