基于多目标动态规划的多跑道进港排序研究
摘要:伴随社会的全面发展,现代化的交通事业得到关注与发展,航空运输作为现代交通工具的典型代表,对促进社会的发展起着重要的作用。伴随航空运输行业的发展,航班出现晚点、延误的情况越来越多,除去气象等自然原因的影响,飞机进港排序是影响航班正常运行的关键因素。由于多跑道进港排序是一项复杂的工程,所以现阶段针对此问题没有形成长效的解决方案。文章以多跑道进港排序为研究视角,以实现多目标动态规划为出发点炸开讨论,旨在为飞机进港排序优化升级提供意见。
关键词:进港排序;多跑道调度;多目标优化
前言
飞机进港排序是提高终端机场吞吐量、减少能源消耗、减少航班延误的有效措施,在优化航班终端管理体制中发挥重要作用。面对越来越复杂、多元化的航空发展形式,国内外专家学者对优化进港排序问题的研究在逐步深入,呈现百家争鸣的状态,但是纵观其结果,主要针对但跑道,单目标进行。随着计算机技术的不断发展,飞机进港排序应该实现质的飞跃,实现多目标动态式的规划模式。因此,作者针对“基于多目标动态规划的多跑道进港排序”具有现实意义,希望通过文章的阐述,能够为航空运输事业的发展注入新鲜血液。
1问题描述
由于各机场的具体状况不同,所以无法全面涵盖所有状况进行进港排序的设计,作者现针对特定条件下进行多目标动态规划的多跑道进港排序,现将各部分限定条件阐述如下:
1.1飞机降落时间窗
机场终端服务区内的飞机必须满足一定的限定速度条件,那么根据飞机在机场各节点的飞行速度可以计算飞机最早的降落时间、最晚降落期限、预计降落时间等信息。现令飞机降落时间参数为ETi;飞机最早的降落时间设定为LTi;飞机最晚的降落时间表示为ETAi;飞机的预计降落时间表示为STAi;根据上述设定条件,飞机的降落时间窗即为[ETi,LTi]。
1.2FCFS序列
FCFS序列是建立在飞机最晚降落时间的基础之上的一种具有一般性特征的系列,FCFS序列一般根据飞机的具体位置进行命名,现规定以下涉及到的FCFS系列按照终端服务区最大吞吐量产生[1]。
1.3最大位置平偏移
最大位置偏移量是指序列进行成功优化之后产生的FCFS序列中飞机位置的变化程度,设定优化后的序列为A,最大位置偏移为k,那么会|Ai-i|≦k的结论。
1.4降落时间间隔
同一跑道的两架不同飞机实现先后降落,中间必须间隔一定的时间,而且时间间隔必须满足特定的安全范围,现规定以下方案设计中必须满足国际航空组织对于不同类型飞机在统一跑道上实现降落的间隔时间标准。最小尾流间隔标准:重型飞机与重型飞机之间必须满足尾流为94;重型飞机与中型飞机间隔尾流为114;重型飞机与轻型飞机尾流间隔为167。
1.5平行跑道
作者限定研究的机场类型为平行跑道模式,是指飞机降落的跑道与跑道之间处于平行的状态,而且能够达到距离较近的要求。那么可以理解为飞机在到达两条跑道需要的时间基本不会有太大差别,而且相邻跑道上降落的飞机能够保证安全的时间差。令双跑道同时运行过程中的安全时间间隔为40秒。
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