[发明专利]一种基于平均延误时间序列的机场日延误特征分类方法

权利要求书

1.一种基于平均延误时间序列的机场日延误特征分类方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、针对某个机场，将每天划分为24个时间间隔，根据该机场航班的历史数据，计算在每个时间间隔内所有航班的平均延误时间，将24个时间间隔的平均延误时间构成当日的平均延误时间序列；

时间间隔t的平均延误时间x_av(t)计算公式为:

其中，N(t)为以时间间隔t为单位的出发航班数，x(t)为时间间隔t内的所有航班的总延迟时间；t的取值范围为0到24；

步骤二、从各天的平均延误时间序列中抽取异常延误日序列；

异常延误日序列x′_av(t)具体定义为:

步骤三、根据每日的异常延误日序列，利用皮尔逊相关系数构造延迟网络；

针对第i天的延误时间序列X_i和第j天的延误时间序列X_j，之间的皮尔逊相关系数定义如下：

E()表示数学期望，E²()数学期望的平方；

步骤四、对构造的延迟网络进行网络密度分析，孤立顶点比例分析及模块化分析，得到机场每日的不同延误特征，对延误特征相似的天进行分类处理；

具体过程如下：

(1)、对延迟网络进行网络密度分析；

密度是指延迟网络中实际边的数量与理想边的数量之比；理想边是指任意两个顶点之间都有连接边；

密度D计算公式为：

E为延迟网络的实际连边数；N为延迟网络的顶点数量；

通过对延迟网络密度进行分析，当网络密度D越大，表示顶点越密集，从而各顶点代表的异常延误日序列的相似性越高，通过查看历史天气状况相似的日子，对这些异常延误日序列进行类似处理；

(2)、对延迟网络进行孤立顶点比例分析，得到机场的极特殊延误情况天数占总异常延误日的比例；

孤立顶点比例是指：延迟网络中没有邻居节点的节点数所占的比例；

(3)、对延迟网络进行模块化分析，将每个模块构成小区，利用模量检测延迟网络的社区结构强度，得出机场异常延误日可划分的集群与类型；

模量定义为:

其中，n_c为小区数量，l_v为小区v内边的数量，M为网络内边的总数，d_v为小区v内顶点度数之和；

模量Q的范围是[-1,1]，模量Q的值越高，表示延迟网络的社区结构越强；也就是网络中各个模块划分的更清楚，每个模块代表的异常延误日序列的相似性越高，通过查看历史天气状况相似的日子，对每个模块中的异常延误日序列进行类似处理。

2.如权利要求1所述的一种基于平均延误时间序列的机场日延误特征分类方法，其特征在于，所述的延误时间为实际出发时间与预定出发时间的差值，提前到达视为0延误。

3.如权利要求1所述的一种基于平均延误时间序列的机场日延误特征分类方法，其特征在于，所述的异常延误日序列是指：针对每天的平均延误时间序列，依次判断各时间间隔的平均延误时间是否超过15分钟，当至少有一个时间间隔的平均延误时间超过了15分钟，则该天的平均延误时间序列就定义为异常延误日序列。

4.如权利要求1所述的一种基于平均延误时间序列的机场日延误特征分类方法，其特征在于，所述的步骤三具体为：

以每天的异常延误 日序列为对象，进行两两遍历，利用皮尔逊相关系数来度量两个异常延误 日序列的相似性：

当两个异常延误 日序列的皮尔逊相关系数不小于规定的阈值时，则分别将两个异常延误日序列视为延迟网络中的两个顶点，在两个顶点之间添加一条边；

当两个异常延误 日序列的皮尔逊相关系数小于阈值时，将这两个异常延误日序列视为两个孤立顶点，两顶点之间没有边，从而构造延迟网络。