[发明专利]一种机场停机位智能调度方法

说明书

一种机场停机位智能调度方法，包括以下步骤：模型建立：提前将两个关联航班链接成一组过站飞机，链接完成后，将当天需要分配的过站组分为三类：早班、普通过站和航后；模型计算:根据唯一性约束、独占性约束、固定停机位约束及拖靠有效性约束并计算出最终的决策变量矩阵X，提取中的信息即可得到每一个航班对应的停靠机位，将传统的机场分配算法分为模型建立和模型求解两部分，结合了数学规划法和智能算法。首先利用数学规划法建立复杂的约束条件，再通过Gurobi求解器对模型进行求解，得出全局最优解的停机位分配方案。

技术领域

本发明涉及信息技术领域，具体为一种机场停机位智能调度方法。

背景技术

停机位是机场重要的运行资源，停机位分配直接影响机场的运行效率、航空公司的满意度和旅客体验。停机位分配是一个非常复杂的过程，需要综合考虑机位和机型的相容性、停机位占用在时间和空间上的相容性、特定属性或特定航司的航班对于停机位的特殊要求等等诸多因素。在停机位资源相对紧张的条件下，综合考虑各种约束条件，兼顾各方利益，最小化冲突率的同时最大化航班靠桥率、旅客靠桥率等指标，是一项非常复杂的工作，通常一位经验丰富的调度员也要花上一个小时甚至数个小时为次日计划航班分配停机位。在实际运行时，还要根据航班和资源的临时调整对停机位分配作出实时调整，当航班密集时，人工调度难免出现牵一发而动全身的调整。

停机位调度问题是一个NP问题。由于计算时间复杂度会随着机场和航班规模的增加呈指数增长，因此对于大规模问题在较短时间内难以获得最优解。现在通用的停机位分配算法主要分为数学规划、启发式优化和系统仿真这三类。

数学规划法是指将机场的各种约束规则，如航班类型、位置、航班时刻、停机位类型等用关系式或符号表示，再根据实际情况建立相应的数学模型，最后从运筹学角度对优化模型进行求解。启发式算法是建立在经验和判断的基础之上，将停机位分配转换成有限域约束满足问题，将分配结果转换成智能体的最优路径问题的方法，可以寻找到近似最优解，具有收敛快，节省计算空间的特点。系统仿真法通过建立各种类型仿真系统，并使用仿真技术对机场的停机位进行实时模拟，主要为解决航班在停机位上的冲突控制问题。

算法性能方面：对于数学规划法，虽然它在理论上能够获得最优分配方案，但在运算时间上却不能够完全满足实际需要。对于启发式算法，求解结果是往往是得到局部最优解，且当航班起降架次数量达到上千后，复杂度将呈阶数递增，难以满足停机位分配实时性的要求。对于系统仿真法，模拟计算机仿真技术虽然可以对机场的停机位分配进行实时模拟，但必须保证模拟环境与实际环境较为相似，不具有通用性。

模型方面：由于大部分方案在面对计划排班问题时，严格遵守飞机与停机位之间的一对一约束，没有有效地考虑到拖靠问题，严重影响靠桥率。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种机场停机位智能调度方法。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种机场停机位智能调度方法，包括以下步骤：

模型建立：提前将两个关联航班链接成一组过站飞机，链接完成后，将当天需要分配的过站组分为三类：早班、普通过站和航后；

模型计算:根据唯一性约束、独占性约束、固定停机位约束及拖靠有效性约束并计算出最终的决策变量矩阵X，提取中的信息即可得到每一个航班对应的停靠机位。

本发明改进有，所述模型建立步骤中，将每一个早班都分为早班过夜和早班出港两个过站组，允许它们在各自停机时间内各占用一个停机位，航后同理。

3、根据权利要求2所述的一种机场停机位智能调度方法，其特征在于，当日待分配过站组M个，机场上共有N个停机位。