[发明专利]一种考虑航空器性能差异的空地协同调度方法

说明书

本发明公开了一种考虑航空器性能差异的空地协同调度方法，根据各类设施点已知的空地属性，考虑四种应急调度方式，建立空地协同应急调度模型；针对地侧调度考虑路网损毁的情况计算地侧调度的相关模型参数，针对空侧调度考虑航空器运行环境的影响，设计A*算法计算空侧调度参数；在完成模型全部参数收集后，利用加权和法将双目标模型转化成单目标模型，最后利用lingo求解模型，在赋予特定权重的基础上得到最优调度方案。本发明大大提高了考虑实际运行环境时应急物资配送研究的实用性和准确性。

技术领域

本发明涉及一种考虑航空器性能差异的空地协同调度方法，具体是一种应急物资的合理调度和伤员的及时运送方法，属于应急物资调度以及伤员运送方面领域。

背景技术

针对航空器性能差异下的应急调度问题，通过建立航空器性能差异下的空地协同应急调度模型求解，越来越成为研究的热点。应急物资的合理调度和伤员的及时运送是应急物流的关键问题。应急调度的目的是在满足各方面约束的条件下，根据最优的选址点结果，进行应急物资调度以及伤员运送方面的研究。因此，基于地震灾害下应急救援的特点，直升机飞行空域的划分以及起降点选址方案各设施点的属性，使得应急调度更加贴合实际。

(1)建立两阶段四级救援网络

为了建立完整的应急救援体系，本发明选取的出救点、转运点和已知医院的选址点结果，建立受灾点模糊需求的应急物资运输以及考虑转运的伤员运送下的两阶段四级混合运输网络。其中，两阶段是指，载运工具从出救点运输物资至受灾点阶段和从受灾点将伤员运送至医院阶段；四级是指本发明考虑出救点、受灾点、转运点和医院，四种设施点。

(2)建立航空器性能差异下的空地协同调度模型

针对空地协同调度问题，本发明首先根据各类设施点已知的空地属性，考虑四种应急调度方式，建立空地协同应急调度模型；然后针对地侧调度考虑路网损毁的情况计算地侧调度的相关模型参数，针对空侧调度考虑航空器运行环境的影响，设计A*算法计算空侧调度参数；在完成模型全部参数收集后，利用加权和法将双目标模型转化成单目标模型，最后利用lingo求解模型，在赋予特定权重的基础上得到最优调度方案。

(3)航空器性能差异下的空地协同调度问题求解方法

在空侧调度中，救援航空器在调度过程中，不仅要考虑山区救援情况下地形对航空器飞行的影响，还要考虑气象对救援航空器飞行的影响。本发明选取目标区域，利用MATLAB进行地形模拟和网格气象分析，并划分非限制飞行空域，获取三维网格中救援航空器飞行障碍的网格，利用A*算法得到救援航空器最短安全路径。

综上所述，国内在应急物资调度以及伤员运送方面的研究已经相当成熟，现有的应急调度问题有以下四个方面的欠缺：(1)侧重于单阶段的应急物资配送，或者侧重于配送中心下物资的两级运输，缺少多阶段下对于受灾区域伤员运送问题的分析；(2)假定载运工具的运输环境都是有利的，或者缺少对载运工具运行环境的分析；(3)仅考虑地面车辆的调度问题，或者在多式联运模型的建立中缺乏对于空侧调度中直升机性能差异的分析。为结合实际场景，需要同时考虑地形避障、低空风和无人机能耗，使得航迹规划更加贴合实际。因此，本发明基于地震灾害下应急救援的特点，直升机飞行空域的划分以及起降点选址方案各设施点的属性，确定物资和伤员的配送路线、应急物资的配送量以及各个路线所采用的运输方式。

发明内容

本发明涉及一种应急物资的合理调度和伤员的及时运送，属于应急物资调度以及伤员运送方面的研究。本发明基于地震灾害下应急救援的特点，直升机飞行空域的划分以及起降点选址方案各设施点的属性，对所研究空地协同调度的模式和应急调度问题所涉及的载运工具(直升机和地面车辆的运行环境及约束进行分析，建立航空器性能差异下的空地协同应急调度模型，设计算法求解模型，确定物资和伤员的配送路线、应急物资的配送量以及各个路线所采用的运输方式。本发明大大提高了考虑实际运行环境时应急物资配送研究的实用性和准确性。