CN102890876B - 基于流量比率的区域尾随间隔限制值的计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种区域内的尾随间隔限制值的计算方法，该方法包括三个步骤：首先根据预计通过受限空域的各分支航班流的流量占所有航班流总流量的比率来计算各股流量在受限时段内允许通过的航班架次，然后从尾随间隔值的取值集合中搜索最小的尾随间隔限制值，使得在该限制值下能通过的航班架次小于等于根据流量比率所确定的允许通过的航班架次，在各分支航班流的间隔限制值均生成后，最后在通过受限空域的总流量不超出允许通过的流量的条件下，基于各分支航班流已生成的尾随间隔值搜索满足条件的更小的限制值。

Description

基于流量比率的区域尾随间隔限制值的计算方法

技术领域：

本发明涉及空中交通战术流量管理领域，尤其涉及一种适用于管制区域内或管制区域之间的单个空域单元接收率限制条件下尾随间隔限制值的自动化计算方法。

背景技术：

随着我国空中交通流量的增长，交通拥挤问题越来越突出，由于流量控制原因所导致的航班延误日益增加。区域内出现交通拥挤时主要通过发布尾随间隔限制或要求航班进行起飞申请的方式来进行流量管理，尾随间隔控制是一种战术流量管理方法，通过控制同一航线上飞往同一方向的航空器的纵向间隔，使得单位时间内通过某一航路点、进入某一扇区或到达某一机场的飞行量减少，从而缓解目标航路点、扇区或机场已经或预计出现的交通拥塞。

在实际运行中尾随间隔控制主要依靠管理者的经验来作出决策，缺乏科学性和全局性，因此，迫切需要加快建设相关的决策支持系统，采用科学的方法来产生尾随间隔限制，当前国内外的研究者对于尾随间隔流量控制的研究主要集中于对于单个空域单元容量约束下的限制进行计算，但是在计算过程中没有考虑到对不同航班流限制的公平性问题。

尾随间隔限制是对航班流进行的限制，基于各股航班流的流量大小的比率来生成尾随间隔值的技术实现了对航班流限制的公平性。

发明内容：

本发明针对目标空域单元接收率限制条件下的尾随间隔值生成的应用场景，提出了一种基于流量比率的尾随间隔值的计算方法，该方法基于航班流之间的流量比率来生成尾随间隔值，充分考虑了对航班流限制的公平性，适用于对机场、扇区、航路点等空域单元在特定时段内允许通过的航班架次限制条件下的尾随间隔值的计算。

步骤一：计算各股航班流允许通过的航班架次。

有S股流量，各股流量在控制时段t₀-t_f预计进入目标空域的航班架次预计进入目标空域的最大总航班架次计算各分支航班流预计通过目标空域的航班流量占通过目标空域总流量的比率R_j，目标空域在t₀-t_f时段允许通过的总航班架次为N_des，分配到各股流量允许通过的航班架次为

步骤二：对各股航班流逐个计算尾随间隔限制值。

将各股航班流根据的值从大到小进行排序，并依次进行尾随间隔限制值的计算；

对于航班流j，若则否则对该航班流搜索求解尾随间隔限制值，从尾随间隔限制值取值的整数集合中的最小值开始，从小到大进行搜索，对于所搜索的每个值，统计在该限制值下能通过的航班架次，具体计算方法如下：令航班i的预计过点时间为ETA_i，满足间隔限制下的过点时间为STA_i，对于控制时段内通过的第一架航班，STA_i＝ETA_i，对于其他航班，STA_i＝max(STA_t-1+V_timesepe，ETA_i-1)，V_timesepe为所取的时间间隔值，根据STA_i即可统计在限制时段内限制值为V_timesepe时航班流j能通过的航班架次

直到搜索到某个限制值V_j，满足则停止搜索，V_j限制值下航班流j中不能进入目标空域的航班架次为

已生成限制值的航班流为j＝1…P，则进入目标空域的航班总架次为判断该值是否小于N_des，若小于则结束，否则继续计算下一股航班流的尾随间隔值；

步骤三：对步骤二中所生成的间隔限制值进行减小限制值的调整。

基于步骤二中对各股航班流生成的间隔限制值统计此时进入目标空域的航班架次总量N_sch，且N_sch＜＝N_des，若N_sch＜N_des，将航班流按照步骤二中所生成的尾随间隔限制值从小到大进行排序，依次对各股航班流进行处理，对航班流j，搜索是否存在比V_j更小的限制值V′_j，使得V′_j间隔值下能通过受限空域的总航班架次N′_sch仍然满足N′_sch＜＝N_des，则航班流j的尾随间隔值修正为V′_j，若未搜索到满足该条件的值，则航班流j的间隔值仍为V_j，当对所有航班流都进行过搜索或者满足N_sch＝N_des时结束搜索。

本发明中提出的尾随间隔值的计算方法，公平且有效地解决了单个空域单元特定时段内允许通过架次受限时的尾随间隔值的自动化计算，弥补了当前单个空域单元受限情况下尾随间隔限制的制定依赖于经验，缺乏科学的决策支持方法的不足。

附图说明：

图1是基于流量比率的尾随间隔值计算方法应用场景示意图

图2是尾随间隔限制值计算流程图

图3是不同尾随间隔限制值下的过点时间

具体实施方式：

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，以下结合附图及实例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

算例如下：

某终端区8:00-8:30能接收20架航班，该终端区有A、B、C、D四个进场走廊口，见图1，各个走廊口预计进入终端的航班架次分别为6架，4架，12架，8架。

计算流程见图2，具体步骤如下：

1、根据公式计算各走廊口允许接收的航班架次为4架，2架，8架，5架。

2、对于走廊口A，航班预计进入走廊口的时间如图3，尾随时间间隔值的取值为整数，从小到大对各个整数值进行搜索，直到8:00-8:30通过的架次为＜＝4架，所搜索到满足条件的尾随间隔值取值为7分钟，该间隔值下通过的航班架次为4架。对于其他各个走廊口依次采用该方法，直到通过的总架次＜＝20架

3、对于尾随间隔限制下多控的航班进行减小尾随间隔值的调整，假设尾随间隔限制下各股流量通过终端区的总架次为19架，小于20架，对于走廊口A的航班流尾随间隔值从6开始从大到小搜索，使得通过的总架次更接近但不超出20架，尾随间隔值为6分钟，则通过的架次为5架，各股流量通过终端区的总架次为20架，没有超出接收率的限制，因此走廊口A的间隔限制取值为6分钟。

Claims (1)

1.一种基于流量比率的尾随间隔限制值的计算方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

步骤一：计算各股航班流允许通过的航班架次；

有S股流量，各股流量在控制时段t₀-t_f预计进入目标空域的航班架次预计进入目标空域的最大总航班架次计算各分支航班流预计通过目标空域的航班流量占通过目标空域总流量的比率R_j，目标空域在t₀-t_f时段允许通过的总航班架次为N_des，分配到各股流量允许通过的航班架次为

步骤二：对各股航班流逐个计算尾随间隔限制值；

将各股航班流根据的值从大到小进行排序，并依次进行尾随间隔限制值的计算；

对于航班流j，若则否则对该航班流搜索求解尾随间隔限制值，从尾随间隔限制值取值的整数集合中的最小值开始，从小到大进行搜索，对于所搜索的每个值，统计在该限制值下能通过的航班架次，具体计算方法如下：令航班i的预计过点时间为ETA_i，满足间隔限制下的过点时间为STA_i，对于控制时段内通过的第一架航班，STA_i＝ETA_i，对于其他航班，STA_i＝max(STA_i-1+V_timesepe，ETA_i-1)，V_timesepe为所取的时间间隔值，根据STA_i即可统计在限制时段内限制值为V_timesepe时航班流j能通过的航班架次

直到搜索到某个限制值V_j，满足则停止搜索，V_j限制值下航班流j中不能进入目标空域的航班架次为

已生成限制值的航班流为j＝1…P，则进入目标空域的航班总架次为判断该值是否小于N_des，若小于则结束，否则继续计算下一股航班流的尾随间隔值；

步骤三：对步骤二中所生成的间隔限制值进行减小限制值的调整；

基于步骤二中对各股航班流生成的间隔限制值统计此时进入目标空域的航班架次总量N_sch，且N_sch＜＝N_des，若N_sch＜N_des，将航班流按照步骤二中所生成的尾随间隔限制值从小到大进行排序，依次对各股航班流进行处理，对航班流j，搜索是否存在比V_j更小的限制值V′_j，使得V′_j间隔值下能通过受限空域的总航班架次N′_sch仍然满足N′_sch＜＝N_des，则航班流j的尾随间隔值修正为V′_j，若未搜索到满足该条件的值，则航班流j的间隔值仍为V_j，当对所有航班流都进行过搜索或者满足N_sch＝N_des时结束搜索。