[发明专利]多机场协同放行系统航班排序决策方法

摘要

本发明公开了一种多机场协同放行系统航班排序决策方法包含以下三个过程：1）民航航班计划的预处理；2）多机场协同放行决策算法模型的建立；3）多机场协同放行决策算法的实现。能够给参与放行的各管制单位、机场、航空公司提供统一的放行序列，以实现空域资源的最大利用，提高空管运行效率，确保空中交通安全。

主权项

一种多机场协同放行系统航班排序决策方法，其特征在于，包括以下步骤： （1）、航班计划的预处理过程，包括： （1a）、从起飞机场获取该航班的停机位信息并进行航班起飞跑道的预分配； （1b）、根据该机场的运行规定、该航班分配的跑道、航路信息中的入航路点信息进行航班标准仪表离场航线的分配； （1c）、航班从撤轮档时间推算，得到跑道头的预计起飞时间，飞行中各航路点的信息，以及降落机场的预计降落时间； （2）、协同放行模型建立，包括： （2a）、定义以下关键节点: 建议推出时间；建议起飞时间；内区移交点时间；外区移交时间； （2b）、定义各类数据集合，包括：本地区范围内参与协同放行的机场集合A、与本地区范围相关的所有飞行计划集合F、本地区范围内的所有扇区集合S、本地区内的所有移交点集合P、航路集合R、流量控制限制集合C； （2c）、确定目标函数及约束条件：考虑实际运行中的多种因素，定义feobt为第f个航班的撤轮档时间，fcal为第f个航班的建议起飞时间，将单个航班的延误值最小作为优化目标，则目标函数为： min(feobt‑fcal) f属于航班集合中的任一航班，必须需要满足以下约束条件：以建议起飞时间fcal在分配的跑道上起飞，必须满足该跑道的起降尾流间隔，即该航班的建议起飞时间与该跑道上航班队列中前后航班满足间隔；以建议起飞时间fcal推算的飞行轨迹信息，求出所经过的各扇区，每个扇区的实际飞行流量不得超过设置的容量值；以建议起飞时间fcal推算的过内区点时间必须满足内区点队列中前后航班的管制间隔；以建议起飞时间fcal推算的过外区点时间必须满足外区点队列中前后航班的管制间隔；以建议起飞时间起飞时，飞经航路时，必须满足与同航路上的航班队列中前后航班的管制间隔； （3）协同放行方法的实现，包括： （3a）、初始关键节点队列创建：根据前面定义的放行过程的关键节点，考虑模型中的优化目标及约束函数，建立各关键节点的队列，初始状态为空队列，即包括：各跑道的航班队列；各内区移交点的航班队列；各外区移交点的航班队列；各扇区的航班队列；各航路的航班队列； （3b）采用插入法排序，首先对航班的优先级进行划分：在空中飞行的航班 优先级为最高级；对未起飞的航班专机优先级排第二，人工干预指定移交时间的排第三，其次，对航班集合中的每一个航班信息，通过分配的跑道名称、航路点名称对比可以确定该航班将进入哪几个队列，现在按照航班的优先级将其插入到航班所经过的跑道、区内移交点、外区移交点各自的队列中，包括以下步骤： （3b1）、检查航班计划状态，若有航班在空中飞行，则将这些航班首先插入相应队列； （3b2）、对地面上未起飞的专机或人工指定了过点时间的航班，直接插入相应队列占定时隙； （3b2）、对地面上未起飞的其他航班，插入队列方法如下： 第一，以每个航班预测的飞行轨迹信息标记出该航班经过的队列名称，然后依次检查该航班插入时与队列中已占定时隙的航班之间是否满足各种约束条件，若是扇区队列则判断是否超出容量； 第二，如果所有约束条件都满足，记录该航班的延误值为0，若存在不满足约束的情况，对不满足的队列依次求解预测轨迹信息与要插入队列中已占定时隙的航班的间隔与约束间隔的差值，取最大的作为该航班的最小延误值； 第三，以该航班的预测轨迹信息加上上一步计算的最小延误作为新的轨迹信息按照第一步的方法依次检查，若都满足约束，则记录该值为该航班的最小延误值； 第四，对所有的航班按照上述方法依次执行，得出所有航班的最小延误值； 第五，在所有航班的最小延误值中找出最小值对应的航班，若最小值对应一个航班，则直接插入；若最小值对应多个航班，则判断这几个航班的优先级，最高的插入相应队列占定时隙；并且记录该航班的最终延误值就是该最小值； （3b3）、经过（3b2）步骤，插入了一个航班，对其他的航班继续按照C)步骤的方法执行，直到将所有航班都插入各自队列，得出所有航班的最终延误值，排序完成； （3c）、航班建议推出时间的计算：建议推出时间＝跑道头时间－滑行时间－滑行冗余量，其中滑行冗余量为各机场根据自身实际的场面实际运行情况自行设置； 通过上述步骤（3）的求解，将得到的航班排序结果及航班建议推出时间向各协作运行单位发布以实现多机场协同放行。