有效
基于多计量点约束的进港排序方法及电子终端
李洁、张海芹、孟田华、庄嘉祥、胥宝新、周禄华、武晓光、蒋宇亮、张震亚
南京莱斯信息技术股份有限公司
李
李洁 专利 9
南京莱斯信息技术股份有限公司信号装置航空管制交通控制系统
张
张海芹 专利 15
南京莱斯信息技术股份有限公司信号装置航空管制交通控制系统
孟
孟田华 专利 9
南京莱斯信息技术股份有限公司信号装置航空管制交通控制系统
庄
庄嘉祥 专利 10
南京莱斯信息技术股份有限公司信号装置航空管制交通控制系统
胥
胥宝新 专利 24
南京莱斯信息技术股份有限公司航空管制信号装置交通控制系统
周
周禄华 专利 15
南京莱斯信息技术股份有限公司信号装置航空管制交通控制系统
武
武晓光 专利 3
南京莱斯信息技术股份有限公司计算技术物理仪器行政管理
蒋
蒋宇亮 专利 5
南京莱斯信息技术股份有限公司航空管制信号装置物理仪器
张
张震亚 专利 8
南京莱斯信息技术股份有限公司航空管制信号装置物理仪器
摘要
本发明公开了一种基于多计量点约束的进港排序方法及电子终端,包括:筛选终端区内的进场落地航班,判断进场落地航班是否参与排序;对参与排序的进场落地航班进行预处理,建立排序队列,并对航班进行跑道和进场航线分配;获取航班待计算的计量点序列,划分延误分配航路段;考虑运行约束条件,以单个航班延误最小作为目标,对进场航班进行排序计算和延误分配,得到各进场航班的计量点的建议过点时间和建议降落时间,以及航班在各航路段的延误时间和延误吸纳策略;更新进场落地航班在航路上所有航路点的建议过点时间。本发明方法实现了对进港落地航班在计量点以及跑道端的排序,为进近提供准确可行的辅助决策建议,增加进场排序队列的稳定性。
1.一种基于多计量点约束的进港排序方法,其特征在于,步骤如下:1)筛选终端区内的进场落地航班,判断进场落地航班是否参与排序;2)对参与排序的进场落地航班进行预处理,建立排序队列,并对航班进行跑道和进场航线分配;3)获取航班待计算的计量点序列,划分延误分配航路段;4)考虑运行约束条件,以单个航班延误最小作为目标,对进场航班进行排序计算和延误分配,得到各进场航班的计量点的建议过点时间和建议降落时间,以及航班在各航路段的延误时间和延误吸纳策略;5)更新进场落地航班在航路上所有航路点的建议过点时间;所述步骤4)具体包括:41)排序计算过程中优先计算跑道端的约束,再根据航班待计算计量点队列在计划航路中经过的先后顺序倒序计算航班各个计量点建议过点时间,依次向前遍历航路中的各个待计算计量点约束;基于跑道端的计算基准时间,计算航班在跑道上的建议降落时间和总延误时间,保证航班的建议降落时间与队列中已计算航班的建议降落时间差值|△t|满足跑道端的间隔约束,且航班的建议落地时间在不可用时段约束范围;在跑道端考虑的间隔约束条件包括:尾流安全间隔:所有落地的航班均需要保持雷达尾流安全间隔;专机航班的间隔,遵守特殊的专机航班间隔规定;跑道间隔,即连续两个落地航班降落相同跑道需要保持的最小间隔;在多跑道相关运行的情况下,落地航班不仅需要满足同跑道前后航班保持的独立跑道间隔,同时需要满足与相关跑道上降落的航班保持斜距间隔,即跑道相关性间隔;在跑道端考虑的不可用时段约束条件包括:跑道关闭,即设置因跑道检查情况引发的跑道关闭状态时间段;跑道预留时隙,定义跑道不可用于落地时间段;航班以计算基准时间作为初始建议降落时间,若航班的建议降落时间与队列中已计算航班的建议降落时间差值|△t|不满足跑道端的间隔约束,则延误航班的建议降落时间使其满足间隔约束;若航班的建议降落时间在跑道端的不可用时段范围内,则延误航班的建议降落时间至不可用时段的结束时刻;42)以跑道端为起始计算端,倒序计算航路中的受限计量点的建议过点时间;首先计算最后一个受限计量点的建议过点时间:选择计量点的预计过点时间作为计算基准时间,并考虑该计量点的约束条件计算航班计划在该计量点的建议过点时间和延误时间;计量点的约束条件包括:计量点间隔,即连续两个航班通过某一计量点应保持的最小间隔;计量点的预留时隙,即禁止进港航班在时隙范围内飞越该计量点;尾流安全间隔,即空中航班均需要保持的前后安全最小间隔;计量点的初始建议过点时间计算如下:建议过点时间=预计过点时间+0;若航班在该计量点的建议过点时间与队列中已计算航班的建议过点时间差值|△t|都满足该计量点的所有约束要求,该航班直接插入结果队列,该约束下建议过点时间=预计过点时间;该计量点的计算结束,进入下一受限计量点的约束计算;若航班的建议过点时间与队列中已计算航班的建议过点时间的间隔不满足间隔约束,或不满足计量点预留时隙约束,延误该计量点的建议过点时间,使其与其他已计算航班的建议过点时间满足间隔约束并且在计量点预留时隙范围外;43)将进场航班的飞行航路划分为不同的航路段;其中,跑道端为最后航路段的飞出点,航路中的最后一个计量点,即最后航路段的飞入点,同时也是前一个航路段的飞出点;在完成当前航路段的飞出点和飞入点的建议过点时间计算后,对该航路段进行延误吸纳建议计算;若该计量点的延误时间大于航路段飞出点的延误时间,则延误航路段飞出点的建议过点时间直至等于该计量点的延误时间,并以此作为初始延误,重新计算航路段飞出点的建议过点时间;若该计量点的延误时间小于航路段飞出点的延误时间,则计算该航路段需要吸纳的延误时间,即该计量点的延误时间与航路段飞出点的延误时间之差;结合该航路段的延误吸纳能力和可用的延误吸纳策略,计算得到该航路段的延误分配结果;根据每个航路段的飞入点和飞出点的建议过点时间及预计过点时间获得该航路段需要吸纳的延误时间:航路段延误=(飞出点的建议过点时间-飞出点的预计过点时间)-(飞入点的建议过点时间-飞入点的预计过点时间);44)完成当前航路段的延误计算后,重复步骤42)和步骤43),计算前一航路段的飞入点的建议过点时间,且完成延误时间和建议管制策略计算。
2.根据权利要求1所述的基于多计量点约束的进港排序方法,其特征在于,所述步骤1)具体包括:11)筛选终端区进场落地航班;进港管理辅助决策系统根据落地机场筛选终端区进场落地的航班计划;12)结合历史飞行计划统计数据和雷达航迹更新数据,生成航班的四维航迹预测结果:基于航路历史飞行数据和飞机性能建立航路经验数据信息表,包括机型、航班号、起飞机场、降落机场、报告点名称、报告点实际航程、报告点过点高度、巡航高度、所属管制扇区,使用k-means算法,得出同一起降机场、同一机型同一航线条件下经过各报告点的经验航程以及经验高度层高度;提取预测模型中与航班的飞行性能及航路信息匹配的航路经验数据并计算生成航班的静态4D航迹预测结果;结合实时雷达航迹数据和GRIB格式高空风信息对4D轨迹预测结果进行动态修正,预测结果包括航路中各个航路点的预计过点时间、预计过点高度、预计过点速度以及所属管制扇区信息;其中,航路中最后一个航路点为机场或跑道,机场或跑道的预计过点时间即航班的预计落地时间;13)根据排序条件判断航班是否参与排序计算:根据航班的预计落地时间、实际起飞时间、实际落地时间、雷达相关标识以及预计进终端区时间判断航班是否参与排序;若附近机场起飞的航班实际起飞且预计落地时间在当前时间的可变系统参数时间VSP范围内,则符合排序条件;若其他机场起飞的航班实际起飞或已经与雷达相关,且预计落地时间在当前可变系统参数时间VSP1范围内或预计进终端区时间在当前时间可变系统参数时间VSP2范围内,则符合排序条件;其中,VSP1取2小时,VSP2根据区域空域情况而定,在30-60分钟范围内。
3.根据权利要求1所述的基于多计量点约束的进港排序方法,其特征在于,所述步骤2)具体包括:21)判断航班优先级属性:对于进场落地的航班,特殊二次代码航班为最高优先级1;专机优先级设置为次高优先级2;要客优先级设置为次高优先级3;被人工干预过时隙的航班优先级设置为优先级4;被人工提升优先级的航班仅高于普通航班,优先级设置为优先级5;普通航班的优先级为低优先级6;22)建立航班计划排序队列:选择预计落地时间作为排序基准时间,高优先级的航班优先参与排序;同等优先级的航班,排序基准时间早的航班优先参与排序;23)对终端区管制机场降落航班分配跑道和进场程序:根据降落机场的跑道运行模式和跑道策略分配降落跑道,再根据降落跑道和进近移交点分配规则分配默认进场程序;24)根据航班分配的跑道和进场程序,计算航班在跑道端的计算基准时间;若航班计划中包含的跑道和进场航线信息与分配的跑道、进场航线一致,则采用预计落地时间作为在跑道端的计算基准时间,否则,采用离线配置进场航线的飞行时长修正航班在跑道端的计算基准时间。
4.根据权利要求1所述的基于多计量点约束的进港排序方法,其特征在于,所述步骤3)具体包括:31)根据航路预测信息更新各航路点的过点标记:预计过点时间为过去时间,表示航班已经经过对应航路点;否则,预计过点时间为未来时间,表示航班未经过对应航路点;32)根据计量点序列中各个计量点的激活状态判断航班航路上包含的受限计量点集合;其中,所述计量点序列包括:区调移交进近的移交点、进近区域的航路交汇点、塔近移交点、有扇区移交约束的移交点及受限制区影响的航路点;对于处于关闭状态或无间隔/时隙约束的计量点,不属于航班的受限计量点;33)根据各航路点的过点标记,筛选航班未经过的受限计量点序列,未经过的受限计量点序列即为待计算计量点序列;34)根据航班当前位置,划分剩余航路中的航路段;以航班当前位置为起点,航班当前位置到航路中的第一个未经过的受限计量点的路段构成第一个航路段;其中,航班当前位置为该航路段的飞入点,第一个未经过的受限计量点为该航路段的飞出点;此后,每两个未经过的受限计量点之间形成一段航路段,其中预计先经过的受限计量点为航路段的飞入点,预计后经过的受限计量点为航路段的飞出点,跑道端为最后航路段的飞出点。
5.根据权利要求1所述的基于多计量点约束的进港排序方法,其特征在于,所述步骤43)中结合航路段的延误吸纳能力和可用的延误吸纳策略,计算获得该航路段的延误分配结果,具体包括:431)对于小的延误,没有超过当前航路段的调速吸纳能力,则在该航路段给出减速消耗时间TTL建议;432)对于大的延误,超过当前航路段的调速吸纳能力,则考虑给出改航建议,更改航班在进近区域的进场航线,返回步骤3),根据新的航路重新计算航班的受限计量点集合;433)若没有可更改的航线或改航后仍然存在无法吸纳航路段延误的情况,则考虑该航路段是否有可用的等待区,给出等待建议;需要考虑的因素包括:等待区可用的容量、等待区开放状态;对于开放可用的等待区,在等待区建议等待的航班和实际处于等待状态的航班数量之和小于等待区的总容量;若不符合进入等待的条件或无可用等待区,则将该航路段无法吸纳的延误值分配到前一个航路段,即延误当前航路段的飞入点的建议过点时间,然后结合当前航路段飞入点的约束限制重新计算其建议过点时间,并更新当前航路段的延误吸纳时间以及建议管制策略。
6.根据权利要求1所述的基于多计量点约束的进港排序方法,其特征在于,所述步骤4)中在计算计量点约束限制时,设置一个冗余的间隔参数,以增加航班排序的稳定性;航班在计量点的间隔值与约束间隔值之差,在该间隔参数范围内时,不影响航班的排序结果。
7.根据权利要求1所述的基于多计量点约束的进港排序方法,其特征在于,所述步骤5)包括如下步骤:51)根据航路信息和航路点的轨迹预测信息,获取每个航路点所属航路段信息及相邻航路点之间的飞行时长;52)根据航路点所在航路段的延误以及相邻航路点之间的飞行时长,将航路段的延误按照航路段中相邻航路点之间的飞行时长在整个航路段飞行时长中所占比例分配到各个航路点上,计算得到在每个航路点的建议过点时间:
8.一种电子终端,其特征在于,包括:一个或多个处理器;存储器,用于存储一个或多个程序;当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时,使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。



