專利名稱：：航班時隙分配的實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及空中交通流量管理領(lǐng)域，特別涉及一種可應(yīng)用于空中交通流量管理、并可有效地解決空中交通擁擠問題的新的航班時隙分配的實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
：作為空中交通流量管理系統(tǒng)的理論核心，系統(tǒng)運(yùn)行管理算法是分析空中交通形勢，評估預(yù)測空中交通系統(tǒng)容量，提出科學(xué)、合理、可行的流量管理建議解決空中交通擁擠問題的理論核心。在空中交通流量管理系統(tǒng)實現(xiàn)基本數(shù)據(jù)的采集和集成后，系統(tǒng)運(yùn)行管理算法的正確運(yùn)行就成為保證系統(tǒng)實踐價值的關(guān)鍵性因素。考慮來自空域中、各機(jī)場的多種限制，為未起飛的航班分配起飛時間是實施預(yù)戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)術(shù)空中交通流量管理的一項主要任務(wù)。航班的起飛時間分配，即從一個或者多個機(jī)場起飛的航班，考慮到起降機(jī)場、沿途航線的各項容量限制，為航班生成一個合理的起飛時間。考慮到國內(nèi)空中交通流量管理的現(xiàn)狀，在空中交通流量管理中，尚缺少一種適合中國國情的、可更有效解決空中交通擁擠問題的航班時隙分配的實現(xiàn)方法。
發(fā)明內(nèi)容鑒于現(xiàn)有
技術(shù)領(lǐng)域：
存在的不足，本發(fā)明目的在于，在流量和容量的統(tǒng)計和預(yù)測的基礎(chǔ)上，及時發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的和可能出現(xiàn)的流量問題，輔助流量管理人員提出解決流量問題的多種方案和相應(yīng)的實施效果，輔助他們做出最終決策。尤其在地面延誤程序中，通過起飛時隙分配算法為需要地面延誤的航班分配滿足整體最優(yōu)、公平、公正的原則的起飛時隙。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種航班時隙分配的實現(xiàn)方法，通過計算機(jī)管理系統(tǒng)輔助實現(xiàn)，所述計算機(jī)管理系統(tǒng)主要由客戶端/服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫模式(C/S/D)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，其特征在于，系統(tǒng)中還包括一個流量管理程序生成/評估子系統(tǒng)，所述流量管理程序生成/評估子系統(tǒng)，用作所述航班時隙分配的實現(xiàn)方法的操作平臺；所述航班時隙分配的實現(xiàn)方法，包括如下步驟步驟一、在計算機(jī)系統(tǒng)中編制流量管理程序生成/評估子系統(tǒng)程序，建立航班數(shù)據(jù)計算的數(shù)學(xué)模型；并生成流量管理程序生成/評估子系統(tǒng)操作界面；步驟二、在流量管理程序生成/評估子系統(tǒng)操作界面調(diào)取相關(guān)航班數(shù)據(jù)；操作系統(tǒng)對相關(guān)航班數(shù)據(jù)進(jìn)行計算；步驟三、操作系統(tǒng)，篩選受影響航班；步驟四、操作系統(tǒng)，篩選受影響航班；步驟五、操作系統(tǒng)，篩選優(yōu)先航班；步驟六、系統(tǒng)生成可用時隙資源；步驟七、操作系統(tǒng)，根據(jù)航班狀態(tài)生成優(yōu)先級不同的五組航班；步驟八、操作系統(tǒng)，對每組航班根據(jù)預(yù)計到達(dá)時間先后排序；步驟九、按時隙分配算法分配到達(dá)時隙或起飛時隙。本發(fā)明在客戶端/服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫模式(C/S/D)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)用了新的航班時隙分配的方法，和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法在流量和容量的統(tǒng)計和預(yù)測的基礎(chǔ)上，及時發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的和可能出現(xiàn)的流量問題，輔助流量管理人員提出解決流量問題的多種方案和相應(yīng)的實施效果，輔助他們做出最終決策。尤其在地面延誤程序中，通過起飛時隙分配算法為需要地面延誤的航班分配滿足整體最優(yōu)、公平、公正的原則的起飛時隙，對于改進(jìn)國內(nèi)空中交通流量
技術(shù)領(lǐng)域：
的現(xiàn)狀具有創(chuàng)新和實用性及很高的推廣價值。圖1是本發(fā)明的航班時隙分配實現(xiàn)方法流程具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。在本發(fā)明實施例中，主要采用客戶端/服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫模式(C/S/D)，客戶端接收服務(wù)器端的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)顯示，還可以通過定時讀取數(shù)據(jù)庫相關(guān)表數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新顯示。如圖1所示為航班時隙分配的實現(xiàn)方法流程建立數(shù)學(xué)模型。Fsch=Figt—TAXI(1)F={F|FARRD-D}n(({F|A<FSCH<B}U{F|A<FETA<B})-({F|A<FSCH<B}n{F|FETA<A}))(2)FActive={F|FETD<(C+H)}UFInFI(3)F3={F|FEtepAirp。rtGEmptDepApt}(4)Fi=F2+FActive+F3+Finternational(5)Fintd=Finta-Fete(6)其中FSCH——航班的班期到達(dá)時間，F(xiàn)kh——航班的班期擋輪擋時間，TAXI——滑行時間，D~"目的空域代碼，F(xiàn)arrd~~航班的目的空域，A——控制起始時間，B——控制終止時間，F(xiàn)ETA——航班的預(yù)計到達(dá)時間，F(xiàn)——受影響航班集合，F(xiàn)Aetive——活動中的航班；C——程序發(fā)布時間，H——豁免起飛時間，F(xiàn)InFI——飛行中的航班，F(xiàn)3——優(yōu)先機(jī)場起飛的航班，F(xiàn)DepAiip。rt——航班的起飛機(jī)場，EmptDepApt^優(yōu)先機(jī)場，——優(yōu)先航班，F(xiàn)2——輸入的優(yōu)先航班，F(xiàn)，mati。nal——國際航班，F(xiàn)iNTO——意圖起飛時間，F(xiàn)inta——意圖到達(dá)時間，F(xiàn)ETE——預(yù)計飛行時間。讀入完整的控制參數(shù)。從流量管理程序生成/評估子系統(tǒng)中獲取目的空域名稱、目的空域代碼D、控制起始時間A、控制終止時間B、豁免起飛時間H、影響機(jī)場InFluenceDepApt、優(yōu)先機(jī)場EmptDepApt、優(yōu)先航班F2、實施統(tǒng)一進(jìn)區(qū)域間隔起飛機(jī)場MITApt、實施統(tǒng)一進(jìn)區(qū)域間隔起飛機(jī)場分組MITAptGroup等參數(shù)。篩選受影響航班。按式(2)篩選受影響航班。篩選優(yōu)先航班。從飛行計劃或4D航跡中獲取國際航班，按式(3)計算活動中的航班，按式(4)計算優(yōu)先機(jī)場起飛的航班，按式(5)計算優(yōu)先航班。生成可用時隙資源。算法為程序控制的每個時間段生成到達(dá)時隙，小時容量為m時每個I5分鐘容量的分配規(guī)則見表1，不同容量值下時隙值序列的生成規(guī)則見表2,最終生成的時隙的數(shù)量恰等于流量管理中心指定的容量值。表l小時容量為m時每個15分鐘容量的分配規(guī)則<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>表2不同容量值下時隙值序列的生成規(guī)則<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>根據(jù)航班狀態(tài)生成優(yōu)先級不同的五組航班。航班按狀態(tài)分組。第一組優(yōu)先航班。第二組己經(jīng)受控的航班(發(fā)生在程序修改或多個程序同時運(yùn)行的情況)。第三組沒有延誤的聯(lián)程航班(延誤判別標(biāo)準(zhǔn)起飛時間大于原始起飛時間15分鐘(含)以上)。第四組未優(yōu)先和未受控的非聯(lián)程航班。第五組有延誤的聯(lián)程航班。第一組航班優(yōu)先級最高，第二組航班優(yōu)先級次之，第三組航班優(yōu)先級再次，第四組航班優(yōu)先較低，第五組航班優(yōu)先級最低。若可以得到航空公司的協(xié)同，每組內(nèi)的航班都按班期時刻表到達(dá)時間先后排序。若不能得到航空公司的協(xié)同，每組內(nèi)的航班按預(yù)計到達(dá)時間先后排序。預(yù)計到達(dá)時間用最新的4D航跡到達(dá)時間計算有飛行航跡的，用飛行航跡推算預(yù)計到達(dá)時間；沒有飛行航跡有計劃航跡的，用計劃航跡推算預(yù)計到達(dá)時間；沒有計劃航跡的用班期時刻表航跡推算預(yù)計到達(dá)時間。按時隙分配算法分配到達(dá)時隙或起飛時隙。該算法為優(yōu)先級不同的五組航班依次分配到達(dá)時隙。第一組航班在分配時隙時被給予最高的優(yōu)先權(quán)，盡量直接使用其預(yù)計到達(dá)時間占用的時隙。第二組航班擁有第二等的優(yōu)先權(quán)，盡量直接使用受控的時隙。第三組航班擁有第三等的優(yōu)先權(quán)，盡量使用其所在的時隙。后兩組航班將最后分配時隙，從剩余的時隙中依次安排時隙，生成對應(yīng)的受控到達(dá)時間。每組內(nèi)的航班都按順序盡可能使用其預(yù)計到達(dá)時間所在的時隙。時隙分配實現(xiàn)方法流程見圖1，具體流程描述如下首先判斷航班預(yù)計到達(dá)時間所在的到達(dá)時隙是否被占用，若未被占用，則把該時隙分配給該航班，并使該時隙的狀態(tài)變?yōu)檎加脿顟B(tài)，此航班到達(dá)時隙分配結(jié)束；若被占用，則獲取或計算航班的最早到達(dá)時間。若航空公司給了航班的最早到達(dá)時間，則獲取這個時間；若航空公司未給航班的最早到達(dá)時間，則由流量管理人員給其分配一個最早到達(dá)時間，一般默認(rèn)最早到達(dá)時間=預(yù)計到達(dá)時間-20分鐘。得到的最早到達(dá)時間若小于控制起始時間A，則令最早到達(dá)時間-A。然后計算當(dāng)前航班最早到達(dá)時間所在時隙n,若n〈二N,判斷n時隙是否被占用，若未被占用，則把該時隙分配給該航班，并使該時隙的狀態(tài)變?yōu)檎加脿顟B(tài)，此航班到達(dá)時隙分配結(jié)束；若被占用，則定位到下一個時隙n+l，然后再判斷和循環(huán)。當(dāng)循環(huán)到n〉N時說明沒有為當(dāng)前航班分配到合適的時隙，此時，強(qiáng)制分配最后一個時隙給該航班，用最后一個時隙的開始時間作為該航班的意圖到達(dá)時間，同時滯留航班數(shù)累加1,此航班到達(dá)時隙分配結(jié)束。航班意圖到達(dá)時間等于意圖到達(dá)時隙的開始值，如分配到的時隙為14:24-14:27,則分配的意圖到達(dá)時間為14:24。活動狀態(tài)指航班在飛行中或在豁免起飛時間內(nèi)即將起飛的狀態(tài)。若某航班處于活動狀態(tài)，則只為該航班生成意圖到達(dá)時間，而不生成意圖起飛時間。若航班未處于活動狀態(tài)，更改意圖到達(dá)時間為所在時隙的開始時間。按式(6)計算航班意圖起飛時間。預(yù)計飛行時間可通過最新的4D航跡計算而得有航空公司協(xié)同的，用航空公司提供的預(yù)計飛行時間；有計劃航跡的，用計劃航跡計算預(yù)計飛行時間；沒有計劃航跡的用班期時刻表航跡計算預(yù)計飛行時間。流量管理程序生成/評估子系統(tǒng)新建預(yù)案或加載預(yù)案，或加載方案模板，得以快速輸入相關(guān)控制參數(shù)。從4D航跡生成系統(tǒng)中按參數(shù)提取相關(guān)航班的4D航跡信息，將系統(tǒng)中的航跡頭數(shù)據(jù)和航班最新4D航跡數(shù)據(jù)導(dǎo)入到相應(yīng)的內(nèi)存快照表中，模擬運(yùn)行后調(diào)用算法，獲得相關(guān)航班的意圖起飛時間；根據(jù)航班意圖起飛時間生成相關(guān)航班的意圖航跡(只修改內(nèi)存中的意圖航跡，不更新數(shù)據(jù)庫)，生成流量預(yù)測的直方圖顯示在流量管理程序生成/評估子系統(tǒng)的顯示端，將計算的在線評估指標(biāo)顯示在流量管理程序生成/評估子系統(tǒng)的顯示端，待發(fā)布的公告信息發(fā)布在顯示端，模擬運(yùn)行參數(shù)調(diào)整妥當(dāng)后將發(fā)布信息發(fā)布到其他席位，標(biāo)志著流量管理程序正式啟動，同時流量管理程序預(yù)案保存在中間庫中。Supervisor席位可以查看、修改、取消(終止)正在運(yùn)行的流量管理程序，對流量管理程序進(jìn)行管理。權(quán)利要求1、一種航班時隙分配的實現(xiàn)方法，通過計算機(jī)管理系統(tǒng)輔助實現(xiàn)，所述計算機(jī)管理系統(tǒng)主要由客戶端/服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫模式網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，其特征在于，系統(tǒng)中還包括一個流量管理程序生成/評估子系統(tǒng)，所述流量管理程序生成/評估子系統(tǒng)，用作所述航班時隙分配的實現(xiàn)方法的操作平臺；所述航班時隙分配的實現(xiàn)方法，包括如下步驟步驟一、在計算機(jī)系統(tǒng)中編制流量管理程序生成/評估子系統(tǒng)程序，建立航班數(shù)據(jù)計算的數(shù)學(xué)模型；并生成流量管理程序生成/評估子系統(tǒng)操作界面；步驟二、在流量管理程序生成/評估子系統(tǒng)操作界面調(diào)取相關(guān)航班數(shù)據(jù)；操作系統(tǒng)對相關(guān)航班數(shù)據(jù)進(jìn)行計算；步驟三、操作系統(tǒng)，篩選受影響航班；步驟四、操作系統(tǒng)，篩選受影響航班；步驟五、操作系統(tǒng)，篩選優(yōu)先航班；步驟六、系統(tǒng)生成可用時隙資源；步驟七、操作系統(tǒng)，根據(jù)航班狀態(tài)生成優(yōu)先級不同的五組航班；步驟八、操作系統(tǒng)，對每組航班根據(jù)預(yù)計到達(dá)時間先后排序；步驟九、按時隙分配算法分配到達(dá)時隙或起飛時隙。全文摘要本發(fā)明涉及一種航班時隙分配的實現(xiàn)方法，該方法通過計算機(jī)管理系統(tǒng)輔助實現(xiàn)，系統(tǒng)中還包括一個流量管理程序生成/評估子系統(tǒng)，流量管理程序生成/評估子系統(tǒng)，用作航班時隙分配的實現(xiàn)方法的操作平臺；本發(fā)明方法在流量和容量的統(tǒng)計和預(yù)測的基礎(chǔ)上，及時發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的和可能出現(xiàn)的流量問題，輔助流量管理人員提出解決流量問題的多種方案和相應(yīng)的實施效果，輔助他們做出最終決策，尤其在地面延誤程序中，通過起飛時隙分配算法為需要地面延誤的航班分配滿足整體最優(yōu)、公平、公正的原則的起飛時隙，對于改進(jìn)國內(nèi)空中交通流量
技術(shù)領(lǐng)域：
的現(xiàn)狀具有創(chuàng)新和實用性及很高的推廣價值。文檔編號G08G5/00GK101527086SQ20091006860公開日2009年9月9日申請日期2009年4月24日優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日發(fā)明者岳仁田,張春鳳,徐肖豪,楠李,超王,趙嶷飛,偉高,黃寶軍申請人:中國民航大學(xué)