[发明专利]一种基于排队论的机场群航班延误估算方法

说明书

本发明公开了一种基于排队论的机场群航班延误估算方法，首先对历史航班运行数据进行处理分析，计算航班的计划进场时间、计划离场时间以及航路点的预计到达时间和实际到达时间，统计机场群中机场和航路点之间的飞行时间；分析临近机场之间的进离场航班服务效率，探究不同机场之间服务率的影响；针对研究中的机场和航路点进行建模，构建为由多个服务系统组成的连通网络，将经过处理的数据作为网络输入。本方法充分考虑了网络中服务器所产生的本地延误在整个网络中的传播效应，科学评估机场之间的进离场服务效率的影响，有效估算排队网络中的航班延误，从而得出机场及各航路点在一天的运行过程中的运行高峰，为机场群时刻优化安排等提供依据。

技术领域

本发明涉及航空运输领域，特别涉及一种基于排队论的机场群航班延误估算方法

背景技术

随着民航业的不断发展，年起降架次和客运输量也在不断增长，空中交通需求量的增加在带来经济增长的同时也导致了空中交通系统的巨大压力，造成了严重的延误问题和经济损失，缓解空中交通系统的压力合理安排航班计划减小延误已经成为了亟需解决的问题。

从当前民航业的交通运营状况来看，由于机场容量和空域容量限制交通量的增加导致航班出行时受到其他航空器的影响更大。各机场之间的联系更加紧密，在空域资源的限制下快速增长的出行流量导致航班出行在飞行过程中更加拥挤，连续紧密的航班安排导致单个机场的延误对其他机场起降的影响越来越大，在各机场及途中产生的本地拥堵对其他地区造成的影响越发明显。因此有必要针对途中拥堵和延误传播进一步研究，有效预估前空中交通系统整体运行状态对于合理调整航班计划改进策略建立地面空域一体化管理体系具有重要意义。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种精确的基于排队论的机场群航班延误估算方法，

技术方案：本发明所述基于排队论的机场群航班延误估算方法，包括如下步骤：

步骤1：对历史航班数据进行处理分析，估算进/离场服务率；

步骤2：探究临近机场之间的进离场航班服务率的相互影响；

步骤3：构建多机场排队通用网络，选择途径路径较多的的航路点和研究的对象机场假设为服务系统，将步骤1处理的数据作为模型输入，将航班排队的时刻变化过程作为目标，获取估算效果。

进一步地，所述步骤1中经过处理的航班数据包括各机场航班的计划离场时间、计划进场时间、实际离场时间、实际进场时间、途径航路点、到达航路点的时间、起降机场名称共7个属性。

进一步地，所述步骤1中对于航班数据的处理的具体方法如下：将一天的时间分为以每5分钟为一个时间段的窗格，筛选出天气条件类似的日期；统计所选出的日期中每天每五分钟内各机场的计划进/离场时间作为进/离场服务器的到达率，以及每五分钟内各机场的实际进/离场时间作为进/离场服务器的服务率，将不同离/进场航班数量所对应的进/离场服务率对应起来，作为数据集，利用线性回归方式估算特定条件下的服务效率。计算各机场与选定的航路点之间的飞行时间，计算历史数据中航班的实际行程时间，选择数据集中的众数作为服务器之间的自由移动时间。

进一步地，所述步骤1中经过处理的航班数据包括观测的各机场名称、选定的航路点、各服务系统的到达率、服务率、自由飞行时间、每个时间窗口内的进/离场航班数量共6个属性。所述步骤步骤1中进/离场航班的服务率的具体确定方式为：对不同日期下每个时间窗口内不同进场进/离场航班数量下所对应的离/进场服务率进行统计，即每一个时间段包括了不同离/进场航班数量下的服务率集合。选取适当的百分位数代表在该情况下进/离场服务率的取值，然后利用线性回归方式估算在不同离/进场航班数量时对应的服务效率。