[发明专利]一种机场容需平衡预测方法

权利要求书

1.一种机场容需平衡预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，获取航班计划信息和机场容量信息；

步骤2，对关注机场Airport在指定时间片内的飞行流量进行预测；

步骤3，根据飞行流量预测结果以及机场容量，得到关注机场Airport在指定时间片内的容流平衡关系；

步骤4，根据容流平衡关系分析结果，提取关注机场Airport在指定时间片内的特征时段，包括容流平衡子时段、进场容流平衡子时段、离场容流平衡子时段、流量激增子时段、容量骤降子时段；

步骤5，根据关注机场Airport在指定时间片内的运行情况，提取关联的航班计划，识别超量航班对象；

步骤6，计算关注机场Airport在指定时间片内的运行指标；

步骤1中，获取航班计划信息FlightPlan，包括：航班号、起飞机场DepAirport、降落机场ArrAirport、预计起飞时间ETD、预计降落时间ETA；第i个航班计划信息记为FlightPlan_i；

获取机场容量信息，包括：机场对象、机场容量有效时段、机场总容量Capacity、机场进场容量AAR、机场离场容量ADR；

步骤2包括以下步骤：

步骤2-1：按照时间粒度t_Span不同，将预测时段[TBgn,TEnd]切分成n个时间片[tBgn₁,tEnd₁][tBgn₂,tEnd₂]...[tBgn_n,tEnd_n]，其中n＝(TEnd-TBgn)/t_Span，TBgn表示预测开始时间，TEnd表示预测结束时间；tBgn_n表示第n个时间片的起始时间，tEnd_n表示第n个时间片的结束时间；

步骤2-2：遍历每一个航班计划信息；

步骤2-3：遍历每一个预测时间片信息[tBgn_i,tEnd_i]，i取值为1～n；

步骤2-4：若所遍历航班起飞机场为关注机场，且预计起飞时间在第i个时间片内，则该时间片的起飞流量及总流量增加一架次，即若DepAirport＝Airport，且ETD∈[tBgn_i,tEnd_i]，则DepFlow_i＝DepFlow_i+1，TotalFlow_i＝TotalFlow_i+1；DepAirport表示该航班起飞机场，ETD表示该航班预计起飞时间，DepFlow_i表示第i个时间片内的起飞流量，TotalFlow_i表示第i个时间片内的总流量；

步骤2-5：若所遍历航班降落机场为关注机场，且预计降落时间在第i个时间片内，则该时间片的降落流量及总流量增加一架次，即若ArrAirport＝Airport，且ETA∈[tBgn_i,tEnd_i]，则ArrFlow_i＝ArrFlow_i+1，TotalFlow_i＝TotalFlow_i+1，ArrAirport表示该航班降落机场，ETA表示该航班预计降落时间，ArrFlow_i表示第i个时间片内的降落流量；

步骤3包括以下步骤：

步骤3-1：遍历每一个预测时间片信息[tBgn_i,tEnd_i]；

步骤3-2：第i个时间片[tBgn_i,tEnd_i]内的容流差值Dvalue_i＝TotalFlow_i-Capacity_i，进场容流差值ArrDvalue_i＝ArrFlow_i-AAR_i，离场容流差值DepDvalue_i＝DepFlow_i-ADR_i，其中，Capacity_i表示第i个机场的总容量，AAR_i表示第i个机场的进场容量，ADR_i表示第i个机场的离场容量；

步骤3-3：计算累积时间片[TBgn,tEnd_i]内累积超量流量OverFlow_i、累积容量余度OverCapacity_i：

步骤3-4：计算累积时间片[TBgn,tEnd_i]内累积超量进场流量OverArrFlow_i、累积进场容量余度OverAAR_i：

步骤3-5：计算累积时间片[TBgn,tEnd_i]内累积超量离场流量OverDepFlow_i、累积离场容量余度OverADR_i：

步骤4包括以下步骤：

步骤4-1：遍历每一个预测时间片信息[tBgn_i,tEnd_i]；

步骤4-2：若当前时间片总流量大于等于上一个时间片总流量的1.3倍，即若TotalFlow_i≥1.3TotalFlow_i-1，则[tBgn_i,tEnd_i]判定为流量激增子时段；

步骤4-3：若当前时间片总容量小于等于上一个时间片总容量的0.7倍，即若Capacity_i≤0.7Capacity_i-1，则[tBgn_i,tEnd_i]判定为容量骤降子时段；

步骤4-4：若上一时间片累积超量流量等于0，当前时间片累积超量流量大于0，则将当前时间片开始时间记为容流平衡子时段的开始时间；

步骤4-5：若上一时间片累积超量流量大于0，当前时间片累积超量流量等于0，则将当前时间片结束时间记为容流平衡子时段的结束时间，并新增一个容流平衡子时段；

步骤4-6：若上一时间片累积超量进场流量等于0，当前时间片累积超量进场流量大于0，则将当前时间片开始时间记为进场容流平衡子时段的开始时间；

步骤4-7：若上一时间片累积超量进场流量大于0，当前时间片累积超量进场流量等于0，则将当前时间片结束时间记为进场容流平衡子时段的结束时间，并新增一个进场容流平衡子时段；

步骤4-8：若上一时间片累积超量离场流量等于0，当前时间片累积超量离场流量大于0，则将当前时间片开始时间记为离场容流平衡子时段的开始时间；

步骤4-9：若上一时间片累积超量离场流量大于0，当前时间片累积超量离场流量等于0，则将当前时间片结束时间记为离场容流平衡子时段的结束时间，并新增一个离场容流平衡子时段；

步骤5包括以下步骤：

步骤5-1：遍历每一个航班计划信息FlightPlan_i；

步骤5-2：若该航班起飞机场为关注机场，且预计起飞时间在指定时间片[tBgn_i,tEnd_i]内，则该航班为时间片关联航班，添加进该机场的起飞航班队列DepFlightArray；

步骤5-3：若该航班降落机场为关注机场，且预计降落时间在指定时间片[tBgn_i,tEnd_i]内，则该航班为时间片关联航班，添加进该机场的降落航班队列ArrFlightArray；

步骤5-4：对起飞航班队列DepFlightArray中的航班采用冒泡法，按照起飞时间进行升序排序；

步骤5-5：对降落航班队列ArrFlightArray中的航班采用冒泡法，按照降落时间进行升序排序；

步骤5-6：若DepFlow_iADR_i，则起飞航班队列DepFlightArray中排序后次序超出ADR_i的航班为离场超量航班，否则，无离场超量航班；

步骤5-7：若ArrFlow_iAAR_i，降落航班队列ArrFlightArray中排序后次序超出AAR_i的航班为进场超量航班，否则，无进场超量航班；

步骤6包括以下步骤：

步骤6-1：将指定时间片[tBgn_i,tEnd_i]内的起飞航班队列DepFlightArray，以及降落航班队列ArrFlightArray进行合并，生成机场排序队列FlightArray；

步骤6-2：对FlightArray中的起飞航班以预计起飞时间为基准，降落航班以预计降落时间为基准，以冒泡法进行升序排序；

步骤6-3：计算平均飞行间隔FlyInterval，搜索FlightArray中的最后一架航班在关注机场的起飞或者降落时间，记为ETO，FlyInterval＝(ETO-tBgn_i)/TotalFlow_i；

步骤6-4：计算机场服务时长ServerDuration，若TotalFlow_iCapacity_i，将FlightArray中排序后次序超出Capacity_i的航班定义为关注机场在该时间片内的最终服务航班，否则，将FlightArray中排序后次序超出TotalFlow_i的航班定义为关注机场在该时间片内的最终服务航班，最终服务航班在关注机场的起飞或降落时间记为ETO_final，则ServerDuration＝ETO_final-tBgn_i；

步骤6-5：计算进场平均延误ArrDelay：

其中，ETA_j表示航班j在关注机场的预计降落时间；

步骤6-6：计算离场平均延误DepDelay：

其中，ETD_j表示航班j在关注机场的预计起飞时间；

步骤6-7：将平均飞行间隔FlyInterval、机场服务时长ServerDuration、进场平均延误ArrDelay、离场平均延误DepDelay、累积进场容量余度、累积离场容量余度进行归一化处理，最终形成[0,100]内的无量纲数值，分别转化为航班时间离散度、可服务时间占比、进场时间匹配度、离场时间匹配度、进场容流匹配度、离场容流匹配度指标，从而得到关注机场Airport在指定时间片内的运行指标。