CN104537897B - 双跑道航班着陆实时调度方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种双跑道航班着陆实时调度方法,包括:建立双跑道航班元胞自动机模型,将双跑道机场终端区模拟成双跑道航班元胞自动机模型,在每个时刻检查机场的航班数据,将到达机场终端区边界的航班放入到双跑道航班元胞自动机模型中,根据所述双跑道航班元胞自动机模型中各航班之间的间隔、各航班与机场之间的距离以及各航班所在航线对双跑道航班元胞自动机模型中的各航班的飞行速度、飞行距离以及降落跑道进行更新。该双跑道航班着陆实时调度方法,针对双跑道机场设计,能够实现双跑道机场终端区内的航班流量管理,体现了该方法在求解双跑道航班着陆实时调度问题上的可行性、有效性和实时性。
Description
技术领域
本发明涉及一种航班调度技术,尤其涉及一种双跑道航班着陆实时调度方法。
背景技术
近年来,随着世界经济的迅速发展,世界各个国家和地区的空中交通流量不断增长,空中交通变得越来越拥挤,致使一些大型的机场管制空域,也即机场终端区出现了大量的航班延误,从而带来巨大的经济损失。因此,空中交通流量管理已经引起了众多学者的关注。
机场终端区的交通流量管理作为空中交通流量管理的一个重要方面,旨在确保安全的前提下,使到场飞机充分发挥各自的飞行性能,尽量减少飞机之间的相互影响和飞行延误,提高飞机的正点到达率,而航班着陆调度是终端区交通流量管理的核心环节,因此,对航班着陆调度的优化方法研究具有重大的意义。与此同时,多数国际机场已经建成或正在建第二条跑道,甚至已经建成多条跑道,都是为了应对机场终端区的拥堵情况,尽量减小航班之间的相互影响和飞行延误,旨在提高航班的正点到达率。
由于双跑道机场越来越多,但目前仅有针对单跑道机场设计的流量管理,无法解决双跑道航班着陆调度优化问题,因此,如何对双跑道机场终端区内的航班进行流量管理是亟待解决的关键问题。
发明内容
本发明提供了一种双跑道航班着陆实时调度方法,能够解决现有技术中单跑道机场流量管理方法无法解决的双跑道机场终端区内航班着陆实时调度优化问题。
本发明提供的一种双跑道航班着陆实时调度方法,包括:
建立双跑道航班元胞自动机模型,所述双跑道航班元胞自动机模型为二维的2M大小的网格状元胞自动机,所述二维的2M大小的网格状元胞自动机的两条大小为M的元胞序列分别代表机场两条跑道所对应的虚拟航线,每条虚拟航线分为M个单位宽度,其中每条虚拟航线上第0个元胞代表所述机场,第M-1个元胞代表所述机场终端区的边界;
在每个时刻检查所述机场的航班数据,将到达所述机场终端区边界的航班放入所述双跑道航班元胞自动机模型的第M-1个元胞中,其中,到达所述机场终端区边界的航班对应的元胞序列根据到达所述机场终端区边界的航班的预定航线确定;
根据所述双跑道航班元胞自动机模型中各航班之间的间隔、各航班与所述机场之间的距离以及各航班所在航线对所述双跑道航班元胞自动机模型中的各航班的飞行速度、飞行距离以及降落跑道进行更新,以使所述双跑道航班元胞自动机模型中各航班在保证各航班之间的距离间隔大于安全距离间隔、各航班之间的时间间隔大于安全时间间隔的前提下使延误着陆代价和提前着陆代价最小;
当所述双跑道航班元胞自动机模型中的航班位于第0个元胞时,将所述位于第0个元胞的航班从所述双跑道航班元胞自动机模型中移除;
当所述双跑道航班元胞自动机模型中不存在未降落的航班时,停止更新所述双跑道航班元胞自动机模型,并将更新后的所述双跑道航班元胞自动机模型中所述航班的着陆顺序作为双跑道航班着陆实时调度结果输出。
本发明实施例提供的双跑道航班着陆实时调度方法,通过建立双跑道航班元胞自动机模型,将双跑道机场终端区模拟成双跑道航班元胞自动机模型,在每个时刻检查机场的航班数据,将到达机场终端区边界的航班放入到双跑道航班元胞自动机模型中,根据所述双跑道航班元胞自动机模型中各航班之间的间隔、各航班与机场之间的距离以及各航班所在航线对双跑道航班元胞自动机模型中的各航班的飞行速度、飞行距离以及降落跑道进行更新。该双跑道航班着陆实时调度方法,针对双跑道机场设计,能够实现双跑道机场终端区内的航班流量管理,体现了该方法在求解双跑道航班着陆实时调度问题上的可行性、有效性和实时性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的双跑道航班着陆实时调度方法的双跑道航班元胞自动机模型;
图2为本发明提供的双跑道航班着陆实时调度方法实施例的流程图示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明针对现有技术中的单跑道机场流量管理无法解决双跑道航班着陆调度优化问题,提出了一种利用二维元胞自动机的更新过程来模拟航班在双跑道机场的着陆过程。下面,首先来介绍元胞自动机的相关概念。
元胞自动机,也被称为细胞自动机、点格自动机、分子自动机或单元自动机,是一个时空离散的局部动力学模型,是研究复杂系统的一种典型方法。元胞自动机主要由四部分构成,分别是元胞、元胞空间、邻居和演化规则。其中,散布在规则格网中的每一个元胞取有限的离散状态,遵循同样的作用规则,依据确定的演化规则作同步更新。
由于元胞自动机是一个时间与空间均离散的动力系统,所以,其较适合用来模拟研究空间复杂系统的时空动态。交通问题中的研究对象,如车辆和人都是不连续的,车流运动有很大的随机性和不确定性。元胞自动机在模拟各种具有离散型和随机性的自然现象方面的应用非常广泛,由此启发人们用它来模拟交通问题。这样,将二维交通流元胞自动机模型引入双跑道航班着陆实时调度问题中,利用元胞代表航班,用元胞状态的更新模拟航班在终端区的飞行过程,通过特殊设计的规则可以让航班依照其邻居的状态改变自身状态,最后达到一个较优的着陆顺序。本发明提供的一种双跑道航班着陆实时调度方法,基于元胞自动机模型中各个元胞的状态更新进行实时模拟航班在机场终端区的飞行过程。
图1为本发明提供的双跑道航班着陆实时调度方法的双跑道航班元胞自动机模型。如图1所示,首先建立双跑道航班元胞自动机模型,并且限定所述双跑道航班元胞自动机模型为二维的2M大小的网格状元胞自动机,该二维的2M大小的网格状元胞自动机的两条大小为M的元胞序列分别代表机场两条跑道所对应的虚拟航线,每条虚拟航线分为M个单位宽度,其中每条虚拟航线上第0个元胞代表所述机场,第M-1个元胞代表所述机场终端区的边界。并且,元胞在网格水平方向上的状态变化就代表航班在机场终端区沿半径方向的飞行行为,元胞在网格垂直方向上的状态变化就代表航班在降落跑道上的选择行为。
通过建立上述双跑道航班元胞自动机模型,本发明将航班在机场终端区内复杂的飞行过程模拟成了元胞在二维双跑道元胞自动机中的状态更新过程,根据航班对应降落跑道的不同,将不同航线上的航班在机场终端区内复杂的飞行过程简化为了航班预计降落跑道所对应的虚拟航线上的单一双行道上的飞行着陆行为。
为了能够用二维元胞自动机模型模拟航班在双跑道机场终端区的着陆过程,在元胞自动机与机场终端区、元胞与航班一一对应的基础上,本发明还需要对元胞在元胞自动机中的更新规则进行定义以模拟航班的降落过程,最终生成航班的着陆顺序。
二维交通流元胞自动机模型的规则是元胞在每个时刻只根据前后以及上下元胞的状态来改变自身状态、元胞可以在水平与垂直方向上进行速度和位置的更新,但是,二维交通流元胞自动机模型中,没有输入,元胞的初始状态给定之后元胞自动机就处于封闭状态一直进行自迭代,直至更新结束。
本发明在所述二维交通流元胞自动机模型的基础上,建立的双跑道航班元胞自动机模型,其状态更新也分为水平方向的速度和距离的更新以及垂直方向上的跑道更新,并且,该双跑道航班元胞自动机模型根据航班初始数据在航班到达机场终端区的时刻,将该航班加入到双跑道航班元胞自动机中,并且在每个时刻检查双跑道航班元胞自动机和航班数据中是否还有待降落的航班,若已无航班继续等待,那么判定双跑道航班元胞自动机已经运行更新完毕,停止更新所述双跑道航班元胞自动机模型,并将更新后的双跑道航班元胞自动机模型中所述航班的着陆顺序作为双跑道航班着陆实时调度结果输出。
图2为本发明提供的双跑道航班着陆实时调度方法实施例的流程图示意图。如图2所示,本发明提供的一种双跑道航班着陆实时调度方法,包括:
步骤21:在每个时刻检查所述机场的航班数据,将到达所述机场终端区边界的航班放入所述双跑道航班元胞自动机模型的第M-1个元胞中,其中,到达所述机场终端区边界的航班对应的元胞序列根据到达所述机场终端区边界的航班的预定航线确定。
参照图1所示的双跑道航班元胞自动机模型,步骤21具体为,在每个时刻检查航班数据,如果有航班到达机场终端区的时刻与当前时刻一致,那么将该航班添加到双跑道元胞自动机的末端(最远的元胞中)。根据所述航班初始数据中给定的航班的预计降落跑道,选择图1中所示的第M-1个元胞或第(M-1)′个元胞,具体为:如果所述航班的预计降落跑道为跑道1,则将该航班放入第M-1个元胞,如果所述航班的预计降落跑道为跑道2,则将该航班放入第(M-1)′个元胞。并且,设定航班的初始速度为最佳飞行速度,初始距离即为M-1。
步骤22:根据所述双跑道航班元胞自动机模型中各航班之间的间隔、各航班与所述机场之间的距离以及各航班所在航线对所述双跑道航班元胞自动机模型中的各航班的飞行速度、飞行距离以及降落跑道进行更新,以使所述双跑道航班元胞自动机模型中各航班在保证各航班之间的距离间隔大于安全距离间隔、各航班之间的时间间隔大于安全时间间隔的前提下使延误着陆代价和提前着陆代价最小。
具体的,实时监控双跑道航班元胞自动机模型中各航班与对应机场之间的距离、各航班所在的航线以及各航班之间的距离间隔和时间间隔,在保证各航班之间的距离间隔大于安全距离间隔、各航班之间的时间间隔大于安全时间间隔的前提下,根据实际需要对双跑道航班元胞自动机模型中的各航班进行飞行速度、飞行距离以及降落跑道更新,使其在保证安全的前提下使航班的延误着陆代价和提前着陆代价达到最小。
步骤23:当所述双跑道航班元胞自动机模型中的航班位于第0个元胞时,将所述位于第0个元胞的航班从所述双跑道航班元胞自动机模型中移除。
具体的,当双跑道航班元胞自动机模型中的航班位于第0个元胞,也即该航班与机场的距离为0时,表明该航班已经到达机场,此时,可以将该航班从双跑道航班元胞自动机模型中移除,相应地,也就确定了所述航班在航班着陆队列中的顺序。
步骤24:当所述双跑道航班元胞自动机模型中不存在未降落的航班时,停止更新所述双跑道航班元胞自动机模型,并将更新后的所述双跑道航班元胞自动机模型中所述航班的着陆顺序作为双跑道航班着陆实时调度结果输出。
在每个时刻,更新双跑道航班元胞自动机模型中的航班数据,并检查该双跑道航班元胞自动机模型中是否还有未降落的航班,若没有,则停止更新该双跑道航班元胞自动机模型,并将最后更新的双跑道航班元胞自动机模型中航班的着陆顺序输出,所述输出的航班着陆顺序即是双跑道航班着陆实时调度结果,也即,确定了航班在双跑道机场的降落顺序、降落时间和降落跑道。
本发明实施例提供的双跑道航班着陆实时调度方法,通过建立双跑道航班元胞自动机模型,将到达机场终端区边界的航班模拟成双跑道航班元胞自动机模型中的元胞,并且在所述双跑道航班元胞自动机模型中,根据各航班之间的间隔、各航班与机场之间的距离以及各航班所在的航线对双跑道航班元胞自动机模型中的各航班进行飞行速度、飞行距离以及降落跑道更新,也即,在保证各航班安全的前提下,可以使各航班的延误着陆代价和提前着陆代价达到最小,当航班到达机场后,将该航班从元胞自动机模型中移除,并实时监控其他航班的状态,若双跑道航班元胞自动机模型中不存在未降落的航班时,停止更新建立的双跑道航班元胞自动机模型,并将更新后的双跑道航班元胞自动机模型中各航班的着陆顺序、降落时间和降落跑道作为双跑道航班着陆实时调度结果。本实施例提供的双跑道航班着陆实时调度的方案,实现了对双跑道机场终端区的航班流量管理,高效、安全、实时地解决了双跑道机场终端区内航班的着陆实时调度优化问题。
在上述实施例步骤22中,提到的双跑道航班元胞自动机模型中的各航班在保证各航班之间的距离间隔大于安全距离间隔、各航班之间的时间间隔大于安全时间间隔的前提下使延误着陆代价和提前着陆代价最小,其中,安全距离间隔,包括纵向安全距离间隔和侧向安全距离间隔;所述纵向安全距离间隔是指同一航线上的相邻航班之间满足的最小安全距离;所述侧向安全距离间隔是指平行航线间的相邻航班之间满足的最小安全距离。
由于在本发明的实施例中,双跑道航班元胞自动机模型中各航班之间的距离间隔既大于纵向安全距离间隔,还大于侧向安全距离间隔,使得各航班在双跑道航班元胞自动机模型中进行飞行速度、飞行距离以及降落跑道更新时,安全性得到了保证,所以,研究双跑道航班元胞自动机模型使到达机场终端区的航班能够以一个较优的降落顺序着陆有了实质性的意义。
在本发明上述实施例的步骤22中,所述根据所述双跑道航班元胞自动机模型中各航班之间的间隔、各航班与所述机场之间的距离以及各航班所在航线对所述双跑道航班元胞自动机模型中的各航班的飞行速度、飞行距离以及降落跑道进行更新,包括:
若所述双跑道航班元胞自动机模型中的第一航班与机场的距离大于一预设安全距离,根据所述第一航班与所述第一航班所在元胞序列中其它各航班之间的间隔,对所述第一航班所在元胞序列中的各航班的飞行速度、飞行距离进行更新,以使所述第一航班所在元胞序列中的各航班在保证各航班之间的距离间隔大于所述纵向安全距离间隔、各航班之间的时间间隔大于安全时间间隔的前提下使延误着陆代价和提前着陆代价最小;
若所述双跑道航班元胞自动机模型中的第二航班与机场的距离不大于所述预设的安全距离,根据所述第二航班与所述第二航班所在元胞序列之外的另一元胞序列中其它各航班之间的间隔,对所述第二航班以及所述第二航班所在元胞序列之外的另一元胞序列中的各航班的飞行速度、飞行距离及降落跑道进行更新,以使将所述第二航班移入所述第二航班所在元胞序列之外的另一元胞序列后,所述第二航班所在元胞序列之外的另一元胞序列中的各航班在保证各航班之间的距离间隔大于纵向安全距离间隔和侧向安全距离间隔、各航班之间的时间间隔大于安全时间间隔的前提下使延误着陆代价和提前着陆代价最小。
结合图1所示的双跑道航班着陆实时调度方法的双跑道航班元胞自动机模型,根据双跑道航班元胞自动机模型中的航班与机场的距离间隔是否大于一预设安全距离,分别对两个元胞序列中的各航班进行飞行速度、飞行距离或降落跑道的更新。
具体的,当双跑道航班元胞自动机模型中的第一航班i与机场的距离大于一预设安全距离时,
若fl(i)>fl(i-1)且ARi-ARi-1≠0时,
Vi→min{Vi+α*Vmax,Vmax} (1)
若fe(i)<fe(i+1)且ARi+1-ARi≠0时,
Vi→max{Vi-β*Vmax,0} (2)
若Di-Di-1>HD且ARi-ARi-1=0时,
Vi→min{Vi+α*Vmax,Vmax} (3)
若Di-Di-1<HD且ARi-ARi-1=0时,
Vi→max{Vi-β*Vmax,0} (4)
对第一航班i与所述机场的距离进行更新:
Di→Di-Vi (5)
其中,和分别代表第一航班i的延误着陆代价和提前着陆代价;ARi表示第一航班i所在的航线;Vi表示第一航班i当前的飞行速度,Vmax表示第一航班i的最大飞行速度;α和β代表第一航班i的加速系数和减速系数,在本实施例中,α和β取0.25;PLTi为第一航班i的预计降落时间;gi和hi分别代表第一航班i的单位延误着陆代价和单位提前着陆代价;Di代表第一航班i与所述机场的距离;HD表示所述第一航班与所述第一航班所在元胞序列中相邻航班之间的安全距离间隔。
式(1)表示若第一航班i与航班i-1不在同一飞行航线上,并且第一航班i比它之前的航班i-1的延误着陆代价高,那么将第一航班i进行加速,且加速后的航班飞行速度不能大于它的最大飞行速度;式(2)表示若第一航班i与航班i+1不在同一飞行航线上,并且第一航班i比它后面的航班i+1的提前着陆代价低,那么将第一航班i进行减速,且减速后的航班飞行速度必须大于0;式(3)和式(4)分别表示第一航班i与航班i-1在同一飞行航线上时,当它们之间的距离间隔大于安全距离间隔时,使第一航班i进行加速,当它们之间的距离间隔小于安全距离间隔时,使第一航班i进行减速。式(5)为第一航班i与机场之间距离的更新。
需要说明的是,公式(1)-(4)是当双跑道航班元胞自动机模型中的第一航班i与机场的距离大于安全距离间隔时,第一航班i会根据其与不同航线上的前后航班进行加速和减速以使延误着陆代价和提前着陆代价达到最小,并且同一航线上的先后航班必须随时保持纵向安全距离间隔,相邻航线上的邻近航班必须随时保持侧向安全距离间隔的约束。
同理,结合图1,若所述双跑道航班元胞自动机模型中的第二航班与机场的距离不大于所述预设的安全距离,根据所述第二航班与所述第二航班所在元胞序列之外的另一元胞序列中其它各航班之间的间隔,对所述第二航班以及所述第二航班所在元胞序列之外的另一元胞序列中的各航班的飞行速度、飞行距离及降落跑道进行更新,具体包括:
若第二航班j同时满足式(6)、式(7)和式(8)所述的下列条件,那么就将该第二航班j移入所述第二航班所在元胞序列之外的另一元胞序列中;
Dj-Dj-1<HT (6)
Dj-Dj,pre>HT (7)
Dj,next-Dj>HT (8)
若第二航班j与所述第二航班所在元胞序列中其它各航班之间的间隔大于所述安全距离间隔,也即,第二航班j同时满足纵向安全距离间隔和侧向安全距离间隔时,将第二航班j的飞行速度进行加速,即
Vj→min{Vj+α*Vmax,Vmax} (9)
否则,将第二航班j的飞行速度进行减速,即
Vj→max{Vj-β*Vmax,0} (10)
并且,对第二航班j进行降落跑道和飞行速度进行更新的同时,第二航班j与所述机场的距离也在实时进行更新,即
Dj→Dj-Vj (11)
其中,Dj为第二航班j与所述机场的距离;HT为所述第二航班所在元胞序列中相邻航班之间的安全距离间隔;Dj,pre和Dj,next分别代表所述第二航班j所在元胞序列之外的另一元胞序列中与第二航班j相邻的前一架航班和后一架航班与机场的距离;Vj表示第二航班j当前的飞行速度,Vmax表示第二航班j的最大飞行速度;α和β代表第二航班j的加速系数和减速系数。
具体的,式(6)表示第二航班j的换道动机,即第二航班j无法满足与此跑道所对应虚拟航线上前一架航班的安全距离间隔时,需进行减速而造成延误;式(7)表示平行跑道飞行条件,即若第二航班j变化预计降落跑道,并且能够满足与此跑道所对应虚拟航线上前一架航班的安全距离间隔;式(8)表示安全条件,即第二航班j变化预计降落跑道后也不会对此跑道所对应虚拟航线上的后一架航班造成延误,也即,当第二航班j同时满足式(6)-(8)时,则将该第二航班j移入到第二航班所在元胞序列之外的另一元胞序列中,也就实现了对第二航班j进行变道。
本发明实施例提供的双跑道航班着陆实时调度方法,通过将航班到机场的距离与一预设的安全距离进行比较,更详细地阐述了如何在保证安全的前提下使航班的飞行速度、飞行距离以及降落跑道达到最优,最终实现双跑道航班元胞自动机模型中的各航班其延误着陆代价和提前着陆代价最小。进一步地,利用本发明提供的双跑道航班着陆实时调度方法,不仅能够得到高质量的调度优化结果,而且大幅度缩短了寻优时间,体现了该方法在求解双跑道航班着陆实时调度问题上的可行性、有效性和实时性。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (2)
1.一种双跑道航班着陆实时调度方法,其特征在于,包括:
建立双跑道航班元胞自动机模型,所述双跑道航班元胞自动机模型为二维的2M大小的网格状元胞自动机,所述二维的2M大小的网格状元胞自动机的两条大小为M的元胞序列分别代表机场两条跑道所对应的虚拟航线,每条虚拟航线分为M个单位宽度,其中每条虚拟航线上第0个元胞代表所述机场,第M-1个元胞代表所述机场终端区的边界;
在每个时刻检查所述机场的航班数据,将到达所述机场终端区边界的航班放入所述双跑道航班元胞自动机模型的第M-1个元胞中,其中,到达所述机场终端区边界的航班对应的元胞序列根据到达所述机场终端区边界的航班的预定航线确定;
所述在每个时刻检查所述机场的航班数据,将到达所述机场终端区边界的航班放入所述双跑道航班元胞自动机模型的第M-1个元胞中具体为:
在每个时刻检查所述机场的航班数据,如果存在一航班到达所述机场终端区的时刻与当前时刻一致,将所述航班添加到双跑道航班元胞自动机模型的末端;
根据所述双跑道航班元胞自动机模型中各航班之间的间隔、各航班与所述机场之间的距离以及各航班所在航线对所述双跑道航班元胞自动机模型中的各航班的飞行速度、飞行距离以及降落跑道进行更新,以使所述双跑道航班元胞自动机模型中各航班在保证各航班之间的距离间隔大于安全距离间隔、各航班之间的时间间隔大于安全时间间隔的前提下使延误着陆代价和提前着陆代价最小;
当所述双跑道航班元胞自动机模型中的航班位于第0个元胞时,将所述位于第0个元胞的航班从所述双跑道航班元胞自动机模型中移除;
当所述双跑道航班元胞自动机模型中不存在未降落的航班时,停止更新所述双跑道航班元胞自动机模型,并将更新后的所述双跑道航班元胞自动机模型中所述航班的着陆顺序作为双跑道航班着陆实时调度结果输出;
所述安全距离间隔,包括纵向安全距离间隔和侧向安全距离间隔;所述纵向安全距离间隔是指同一航线上的相邻航班之间满足的最小安全距离;所述侧向安全距离间隔是指平行航线间的相邻航班之间满足的最小安全距离;
所述根据所述双跑道航班元胞自动机模型中各航班之间的间隔、各航班与所述机场之间的距离以及各航班所在航线对所述双跑道航班元胞自动机模型中的各航班的飞行速度、飞行距离以及降落跑道进行更新,包括:
若所述双跑道航班元胞自动机模型中的第一航班与机场的距离大于一预设安全距离,根据所述第一航班与所述第一航班所在元胞序列中其它各航班之间的间隔,对所述第一航班所在元胞序列中的各航班的飞行速度、飞行距离进行更新,以使所述第一航班所在元胞序列中的各航班在保证各航班之间的距离间隔大于所述纵向安全距离间隔、各航班之间的时间间隔大于所述安全时间间隔的前提下使延误着陆代价和提前着陆代价最小;
若所述双跑道航班元胞自动机模型中的第二航班与机场的距离不大于所述预设的安全距离,根据所述第二航班与所述第二航班所在元胞序列之外的另一元胞序列中其它各航班之间的间隔,对所述第二航班以及所述第二航班所在元胞序列之外的另一元胞序列中的各航班的飞行速度、飞行距离及降落跑道进行更新,以使将所述第二航班移入所述第二航班所在元胞序列之外的另一元胞序列后,所述第二航班所在元胞序列之外的另一元胞序列中的各航班在保证各航班之间的距离间隔大于所述纵向安全距离间隔和所述侧向安全距离间隔、各航班之间的时间间隔大于所述安全时间间隔的前提下使延误着陆代价和提前着陆代价最小;
所述若所述双跑道航班元胞自动机模型中的第二航班与机场的距离不大于所述预设的安全距离,根据所述第二航班与所述第二航班所在元胞序列之外的另一元胞序列中其它各航班之间的间隔,对所述第二航班以及所述第二航班所在元胞序列之外的另一元胞序列中的各航班的飞行速度、飞行距离及降落跑道进行更新,具体包括:
若第二航班j同时满足条件Dj-Dj-1<HT、Dj-Dj,pre>HT以及Dj,next-Dj>HT,所述第二航班j移入所述第二航班所在元胞序列之外的另一元胞序列中;
若第二航班j与所述第二航班所在元胞序列中其它各航班之间的间隔大于所述安全距离间隔,Vj→min{Vj+α*Vmax,Vmax};否则,Vj→max{Vj-β*Vmax,0};
对第二航班j与所述机场的距离进行更新:Dj→Dj-Vj;
其中,Dj为第二航班j与所述机场的距离;HT为所述第二航班所在元胞序列中相邻航班之间的安全距离间隔;Dj,pre和Dj,next分别代表第二航班j所在元胞序列之外的另一元胞序列中与第二航班j相邻的前一架航班和后一架航班与机场的距离;Vj表示第二航班j当前的飞行速度,Vmax表示第二航班j的最大飞行速度;α和β代表第二航班j的加速系数和减速系数
2.根据权利要求1所述的双跑道航班着陆实时调度方法,其特征在于,所述若所述双跑道航班元胞自动机模型中的第一航班与机场的距离大于一预设安全距离,根据所述第一航班与所述第一航班所在元胞序列中其它各航班之间的间隔,对所述第一航班所在元胞序列中的各航班的飞行速度、飞行距离进行更新,具体包括:
若fl(i)>fl(i-1)且ARi-ARi-1≠0时,Vi→min{Vi+α*Vmax,Vmax};
若fe(i)<fe(i+1)且ARi+1-ARi≠0时,Vi→max{Vi-β*Vmax,0};
若Di-Di-1>HD且ARi-ARi-1=0时,Vi→min{Vi+α*Vmax,Vmax};
若Di-Di-1<HD且ARi-ARi-1=0时,Vi→max{Vi-β*Vmax,0};
对第一航班i与所述机场的距离进行更新:Di→Di-Vi;
其中,和分别代表第一航班i的延误着陆代价和提前着陆代价;ARi表示第一航班i所在的航线;Vi表示第一航班i当前的飞行速度,Vmax表示第一航班i的最大飞行速度;α和β代表第一航班i的加速系数和减速系数;PLTi为第一航班i的预计降落时间;gi和hi分别代表第一航班i的单位延误着陆代价和单位提前着陆代价;Di代表第一航班i与所述机场的距离;HD表示所述第一航班与所述第一航班所在元胞序列中相邻航班之间的安全距离间隔。
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