[发明专利]一种基于剩余空域的航路网络重构方法

权利要求书

1.一种基于剩余空域的航路网络重构方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，构建航路网络模型，基于航路网络模型形成规格化的航路网络结构数据，实现航路网络要素间网络拓扑关系的数字化表达；

步骤2，评估外界扰动对航路网络的影响，确定航路网络受扰后的剩余空域；

步骤3，基于剩余空域对航路网络进行调整重构，形成重构方案；

步骤4，基于航路网络运输能力评价方法对重构方案进行评估，迭代步骤3直至重构方案满足运输能力评估要求，形成最终的航路网络模型优化方案。

2.根据权利要求1所述的一种基于剩余空域的航路网络重构方法，其特征在于，步骤1包括：

步骤1-1，将航路网络定义为基础航路网络、城市对航路网络和航班运行航路网络，分别从三个层面上对航路网络建模；

步骤1-2，读取空管基础数据和航班时刻数据，以基础航路网络模型、城市对航路网络模型和航班运行航路网络模型为模型基础，赋予空管基础数据和航班时刻数据，构建形成完整的航路网络模型。

3.根据权利要求2所述的一种基于剩余空域的航路网络重构方法，其特征在于，步骤1-1包括：

步骤1-1-1，将基础航路网络分解为机场、航路点、航段、高空航线和进离场航线五类点线要素，其中机场和航路点抽象为点要素，航段、高空航线和进离场航线抽象为线要素，通过五类要素描述构建基础航路网络模型；

机场要素描述为：

其中 i为该机场要素在机场数据中的序号， 代表第 i个机场的代号， 代表第 i个机场的基本信息，包括机场名称、经纬度位置和标高， 代表第i个机场的网络连接关系，将描述为：

其中，m为该机场在航路网络中连接关系的数量代表该机场第m个网络连接关系是通过进离场航线在航路点进场或离场；

航路点要素描述为 ，其中 j为该航路点要素在航路点数据中的序号， 代表第j个航路点的代号， 代表第j个航路点的基本信息，包括航路点名称和经纬度位置， 代表第j个航路点的网络连接关系，将描述为：

其中，e为该航路点连接的航段数量， 代表该航路点连接的第e个航段，为该航路点连接的进离场航线的数量， 代表该航路点连接的第个进离场航线；

航段要素 描述为：

其中， k为该航段要素在航段数据中的序号， 代表第 k个航段的代号， 代表第k个航段的基本信息，包括航段名称、航段长度、高度范围及航段宽度， 代表第 k个航段的网络连接关系，将 描述为：

其中， 代表该航段起点关联的航路点， 代表该航段终点关联的航路点， 代表该航段所属的高空航线；

高空航线要素 描述为：

其中， 0为该高空航线要素在高空航线数据中的序号， 代表第0个高空航线的代号，代表第0个高空航线的基本信息，包括航线名称和属性， 代表第0个高空航线的网络连接关系，将 描述为：

其中，p为组成该高空航线关联的航路点数量， 代表该高空航线关联的第p个航路点；

进离场航线要素 描述为：

其中， q为该进离场航线要素在进离场航线数据中的序号， 代表第q个进离场航线的代号， 代表第q个进离场航线的基本信息，包括进离场航线名称和属性，组成点经纬度信息， 代表第 q个进离场航线的网络连接关系，将 描述为：

其中， 为该进离场航线关联的机场， 为该进离场航线关联的航路点；

步骤1-1-2，基于基础航路网络模型，选取两两机场构建城市对航路网络模型，起飞机场为 ，目的机场为，从起飞机场的网络连接关系中任意选取一组离场航线 和离场航路点，从目的机场的网络连接关系中任意选取一组进场航线和进场航路点，以 和 作为端点采用A*算法进行最短路径规划，得到从到 的一组航路点序列，从而确定从起飞机场到目的机场为的一条城市对航路；同理，采用不同的进离场航线组合可以得到该机场对的所有城市对航路，起飞机场到目的机场的城市对网络描述为：

其中，s为该机场对之间的城市对航路数量， 为第s条城市对航路高空航路点集合，同理确定所有起降机场对之间的城市对网络，从而构建其整个城市对航路网络模型；

步骤1-1-3，基于城市对航路网络模型，以航班计划为驱动，赋予城市对航路网络模型时间信息，构建航班运行航路网络模型，航班运行航路网络 描述为：

其中，t为航班起飞时间。