CN106952022B - 机场飞行资源与飞机的调度方法及调度系统 - Google Patents

机场飞行资源与飞机的调度方法及调度系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种机场飞行资源与飞机的调度方法和调度系统，调度系统记录运输车、维修点、起降跑道等资源的使用情况以及飞机的位置和状态，在机场执行飞行任务时，记录并更新每一时刻各类飞行资源的占用情况以及每架飞机的位置状态，调度系统根据资源状态计算发出行动指令，每架飞机根据接收到的指令进行每一步操作，在避免飞机发生碰撞等事故、保证飞机成功起降的同时，提高机场各类资源的利用率。机场飞行资源与飞机的调度算法相对灵活，可根据不同的任务类型设计不同的调度算法以满足任务需求。

Description

机场飞行资源与飞机的调度方法及调度系统
技术领域
本发明涉及电力电子技术、信息处理技术等领域，特别涉及一种机场飞行资源与飞机的调度方法和调度系统。
背景技术
目前国内民用机场对飞机的调度主要是靠人为管理。管理员根据掌握的现有信息，包括飞机速度、机场资源分布等等，对应以往的经验，人工给出排序方案。这种做法一方面缺乏科学依据，很难保证结果的准确性，会造成资源使用冲突；另一方面由于人为思考的滞后性，也会造成长时间的飞行延迟。特别是在机场飞机起降的高峰期，多架次飞机同时起降出入，大大提高了机场的管理难度，这时候通过人工管理就更容易暴露出以上弊端。因此，一种科学有序高效的自动化调度系统对于民用机场来说就显得尤为迫切。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种事故率低，规范度高的机场飞行资源与飞机的调度方法和调度系统，使得所有飞行资源达到最高使用效率，在相同时间内起降尽可能多架次的飞机，大幅度提高机场的吞吐量。
为实现上述目的，本发明所设计的机场飞行资源与飞机的调度方法，其特殊之处在于，所述方法包括如下步骤：
1)对整个机场进行范围测定，建立机场平面图，定义飞行资源和飞机的位置状态；
2)根据所述飞行资源和飞机的位置状态安装信息采集器；
3)将机场每架飞机编号，记录并维护每架飞机每一时刻所处的位置和状态；
4)对飞机起飞与降落需要占用的所有飞行资源进行分类与编号，记录并维护每类资源的数量和每个资源的使用情况；
5)对飞机起降的整个流程进行建模，根据使用的飞行资源划分为不同的状态；
6)主机端指定飞行任务类型，选择对应的调度算法并执行，向每架飞机发出调度指令；
7)在计算机显示界面显示所有飞行资源的使用情况和每架飞机的位置状态。
优选地，所述步骤5)中飞机起降过程中的状态包括：停机状态、第一运输状态、飞行准备状态、第二运输状态、起飞状态、飞行状态、着陆状态、第三运输状态、维修状态。
优选地，所述步骤4)中飞行资源包括运输车、维修点、起飞区、降落区；每一个所述飞机、运输车、维修点、起飞区、降落区单独编号，具有匹配和空闲两种使用情况。通过设定使用情况的状态变量实现对飞行资源的互斥访问，避免了资源的使用冲突。相比于一般的人工调控手段，事故率更低，规范度更高。
优选地，所述步骤6)中的调度算法包括紧急状态调度算法和常规状态调度算法。
优选地，所述紧急状态调度算法包括如下步骤：
A)选择处于停机状态的飞机，查询是否存在空闲状态的运输车，是则将飞机与运输车匹配，转第一运输状态，记录第一运输时间；
B)判断第一运输时间是否大于预设值，是则查询是否存在空闲状态的维修点，是则飞机与维修点匹配，转飞行准备状态，飞机与运输车解除匹配，记录飞行准备时间；
C)判断飞行准备时间是否大于预设值，是则查询是否存在空闲状态的起飞区，是则将飞机与起飞区匹配，飞机与维修点解除匹配，飞机进入第二运输状态，记录第二运输时间；
D)判断第二运输时间是否大于预设值，是则转起飞状态，记录起飞时间；
E)判断起飞时间是否大于预设值，是则将飞机与起飞区解除匹配，转飞行状态，记录飞行时间；
F)判断飞行时间是否大于预设值，是则查询降落区是否处于空闲状态，是则将飞机与降落区匹配，转着陆状态，记录着陆时间；
G)判断着陆时间是否大于预设值，是则查询是否存在空闲状态的维修点，是则转第三运输状态，记录第三运输时间；
H)判断第三运输时间是否大于预设值，是则飞机与维修点匹配，转维修状态，记录维修时间；
I)判断维修时间是否大于预设值，是则转步骤C)查询是否存在空闲状态的起飞区，进行下一轮飞行；
上述判断过程中未满足条件为否，则继续等待直至满足条件为是。紧急状态调度算法使得所有飞行资源达到最高使用效率，在相同时间内起降尽可能多架次的飞机，大幅度提高机场的吞吐量。
优选地，所述常规状态调度算法包括如下步骤：
a)选择处于停机状态的飞机，查询是否存在空闲状态的运输车，是则将飞机与运输车匹配，转第一运输状态，记录第一运输时间；
b)判断第一运输时间是否大于预设值，是则查询是否存在空闲状态的维修点，是则飞机与维修点匹配，转飞行准备状态，飞机与运输车解除匹配，记录飞行准备时间；
c)判断飞行准备时间是否大于预设值，是则查询距离上次起飞的时间是否大于要求间隔时间T，是则查询是否存在空闲状态的起飞区，是则将飞机与起飞区匹配，飞机与维修点解除匹配，飞机进入第二运输状态，记录第二运输时间；
d)判断第二运输时间是否大于预设值，是则转起飞状态，记录起飞时间；
e)判断起飞时间是否大于预设值，是则将飞机与起飞区解除匹配，转飞行状态，记录飞行时间；
f)判断飞行时间是否大于预设值，是则查询降落区是否处于空闲状态，是则将飞机与降落区匹配，转着陆状态，记录着陆时间；
g)判断着陆时间是否大于预设值，是则查询是否存在空闲状态的维修点，是则转第三运输状态，记录第三运输时间；
h)判断第三运输时间是否大于预设值，是则飞机与维修点匹配，转维修状态，记录维修时间；
i)判断维修时间是否大于预设值，是查询是否存在空闲状态的运输车，是则将飞机与运输车匹配，与维修点解除匹配，转第四运输状态，记录第四运输时间；
j)判断第四运输时间是否大于预设值，是则将飞机与运输车解除匹配，飞机进入停机状态；
上述判断过程中未满足条件为否，则继续等待直至满足条件为是。在常规状态下，尽可能减少资源在相同时间内的使用次数，以达到减少资源损耗，提高资源使用寿命的效果。
优选地，所述维修点分为前部维修点和后部维修点，所述第二运输时间包括飞机从前部维修点滑行至起飞区的第二前运输时间和飞机从后部维修点滑行至起飞区的第二后运输时间；所述第三运输状态包括飞机从前部维修点滑行至起飞区的第三前运输时间和飞机从后部维修点滑行至起飞区的第三后运输时间。
优选地，所述维修点分为前部维修点和后部维修点，所述第四运输时间包括飞机从前部维修点滑行至起飞区的第四前运输时间和飞机从后部维修点滑行至起飞区的第四后运输时间。
本发明所设计的一种机场飞行资源与飞机的调度系统，其特殊之处在于，所述调度系统包括：
位置信息模块：用于采集飞机的位置信息；
飞机状态模块：用于根据所述飞机的位置信息记录并更新每架飞机的状态信息；
资源状态模块：用于记录并更新飞行资源的状态信息，所述飞行资源包括停机区、运输车、维修点和起飞区、降落区；
资源调度模块：用于根据每架飞机的状态信息和飞行资源状态信息进行计算，并向每架飞机发出下一步的行动指令；
显示模块：用于将每架飞机和飞行资源的状态信息显示在计算机显示屏上。
进一步地，所述位置信息模块的飞机的位置信息通过安装于机场上的信号采集器采集，所述信号采集器包括停机区信号采集器、运输区信号采集器、起飞区信号采集器、降落区信号采集器。
本发明提出一种能够对机场各类资源进行合理分配、对飞机起降流程进行统一调度的方法和调度系统；调度系统记录运输车、维修点、起降跑道等资源的使用情况以及飞机的位置和状态，在机场执行飞行任务时，能够记录并更新每一时刻各类飞行资源的占用情况以及每架飞机的位置状态，调度系统根据资源状态计算发出行动指令，每架飞机根据接收到的指令进行每一步操作，在避免飞机发生碰撞等事故、保证飞机成功起降的同时，提高机场各类资源的利用率。机场飞行资源与飞机的调度算法相对灵活，可根据不同的任务类型设计不同的调度算法以满足任务需求。紧急状态调度算法使得所有飞行资源达到最高使用效率，在相同时间内起降尽可能多架次的飞机，大幅度提高机场的吞吐量。常规状态调度算法则尽可能减少资源在相同时间内的使用次数，以达到减少资源损耗，提高资源使用寿命的效果。
附图说明
图1为本发明机场飞行资源与飞机的调度系统的结构框图。
图2为机场平面示意图。
图3为本发明机场飞行资源与飞机的调度方法中紧急状态调度算法的流程图。
图4为本发明机场飞行资源与飞机的调度方法中常规状态调度算法的流程图。
其中：机场主体区域1，停机区2，运输车3，维修区4，前维修区4-1，后维修区4-2，起飞区5，降落区6，信号采集器7，停机区信号采集器7-1，运输区信号采集器7-2，起飞区信号采集器7-3，降落区信号采集器7-4，位置信息模块8，飞机状态模块9，资源状态模块10，资源调度模块11，显示模块12。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1和图2所示，本发明一种机场飞行资源与飞机的调度系统包括位置信息模块8、飞机状态模块9、资源状态模块10、资源调度模块11、显示模块12。
位置信息模块8：用于采集飞机的位置信息，包括每架飞机的位置状态，供其他模块调用；位置信息模块8的飞机的位置信息通过安装于在机场上不同位置的信号采集器7采集。信号采集器7为激光雷达，在停机区前侧安装停机区信号采集器7-1，采集飞机位于停机区时的位置信息；在机场近停机区侧的运输区安装运输区信号采集器7-2，在机场前部起飞区5安装起飞区信号采集器7-3、后部降落区6安装降落区信号采集器7-4，分别采集飞机起飞和降落的位置信息。
飞机状态模块9：用于根据飞机的位置信息记录并更新每架飞机的状态信息。飞机状态模块9中设计的飞机状态包括：停机状态、第一运输状态、飞行准备状态、第二运输状态、起飞状态、飞行状态、着陆状态、第三运输状态、维修状态、第四运输状态。具体内容如下：
1.飞机初始位于停机区2中，此时飞机处于停机状态inHangar；
2.通过运输车3将位于停机区2中的飞机运送至机场维修点3中，此时飞机处于第一运输状态inTransit，记录并维护飞机所处的运输车编号car、飞机处于运输车状态的时间transitTime；
3.调入维修点3后，飞机在维修点3中作飞行准备，此时处于飞行准备状态inPrepare&&inSlot，记录并维护飞机所处的维修点编号slot、飞机处于准备状态的时间prepareTime；
4.准备完毕后，飞机自行滑动至起飞区5，此时飞机处于第二运输状态，根据飞机出发位置不同，分别记为前第二运输状态inMove1toFly(实施例中，从前维修点4-1，编号为1、2、3移至起飞区)和后第二运输状态inMove2toFly(实施例中，从后维修点4-2，编号为4、5、6移至起飞区5)，记录并维护飞机处于移动状态的时间前第二运输时间move1toflyTime和后第二运输时间move2toflyTime；
5.移动至起飞区5后，飞机执行起飞操作，此时飞机处于起飞状态inTakeoff，记录并维护飞机处于起飞时间takeoffTime；
6.起飞操作完毕后，飞机顺利起飞，进入飞行状态inFly，记录并维护飞机处于飞行状态的时间flyTime；
7.飞行结束后，飞机降落至维修点4，此时飞机处于着落状态inLand，记录并维护飞机处于降落状态的时间landTime；
8.降落完毕后，飞机在维修点进行维修，实施例中，若前维修点4-1未满载，飞机自行移动到前维修点4-1，此时处于前第三运输状态inMove1toSlot，记录并维护飞机处于前第三运输状态的时间move1toslotTime；若前维修点4-1满载，飞机则移动到后维修点4-2，此时处于后第三运输状态inMove2toSlot，记录并维护飞机处于后第三运输状态的时间move2toslotTime。
9.飞机在维修点4进行维修时处于维修状态inRepair，记录并维护飞机处于维修状态的时间repairTime；
10.维修完毕后，飞机位于维修点4，处于准备完毕状态，准备新一轮起飞。
11.运输车3将没有起飞任务的飞机运送至停机区2，飞机处于第四运输状态，记录第四运输时间。根据飞机出发位置不同，分别记为前第四运输状态inMove1ToHangar(从前维修点4-1移至停机区2)和后第四运输状态inMove2ToHangar(从后维修点4-2移至停机区2)，记录并维护飞机处于移动状态前第四运输时间plane.move1tohangartime或者后第四输时间plane.move2tohangartime。
资源状态模块10：用于记录并更新飞行资源的状态信息，飞行资源包括停机区2、运输车3、维修点4和起飞区5、降落区6。资源状态模块10将机场飞机起降所需的飞行资源简化为如下几类：
1.停机区2，存放所有飞机；
2.运输车3，用于将飞机从停机区运输到机场(实施例中，两辆运输车分布于机场及停机区之间的前后两侧，编号分别为1和2)；
3.维修点4，用于飞机作飞行前准备工作和降落后维修工作(实施例中，在机场前部包括三个前维修点4-1，编号为1、2、3，在机场后部包括三个后维修点4-2，编号为4、5、6)；
4.起飞区5，用于飞机起飞的区域，位于机场前部；
5.降落区6，用于飞机降落的区域，位于机场后部。
每一个飞机、运输车3、维修点4、起飞区5、降落区6单独编号，具有匹配和空闲两种使用情况的状态变量。对于每单个资源设置使用情况的状态变量busy，该资源被占用时busy置为1，处于匹配情况；使用者释放资源时busy置为0，处于空闲情况。
资源状态模块10对飞机起降流程各阶段所用时间设置了预设值。主要时间参数的预设值如下：第一运输时间预设值transitTime、飞行准备时间预设值prepareTime、前第二运输时间预设值move1Time、后第二运输时间预设值move2Time、起飞时间预设值takeoffTime、飞行时间预设值flyTime、降落时间预设值landTime、前第三运输时间预设值move1toSlotTime、后第三运输时间预设值move2toSlotTime、维修时间预设值repairTime、前第四运输时间预设值move1tohangartime、后第四运输时间预设值move2tohangartime。
资源调度模块11：用于根据每架飞机的状态信息和飞行资源状态信息进行计算，并向每架飞机发出下一步的行动指令。资源调度模块11中设计了紧急状态调度算法和常规状态调度算法。
显示模块12：用于将每架飞机和飞行资源的状态信息显示在计算机显示屏上。
本发明一种机场飞行资源与飞机的调度方法的具体步骤如下：
1)对整个机场进行范围测定，建立机场平面图，用于定义飞行资源和飞机的位置信息。
2)在机场预定位置安装信息采集器7。
3)将机场每架飞机编号，记录并维护每架飞机每一时刻所处的位置和状态。
4)对飞机起飞与降落需要占用的所有飞行资源进行分类与编号，记录并维护每类资源的数量和每个资源的使用情况。
5)对飞机起降的整个流程进行建模，根据其使用的飞行资源不同划分为若干阶段；飞机起降过程中的状态包括：停机状态inHangar、第一运输状态inTransit、飞行准备状态inPrepare、第二运输状态、起飞状态inTakeoff、飞行状态inFly、着陆状态inLand、第三运输状态、维修状态inRepair。
6)主机端指定飞行任务类型，选择对应的调度算法并执行，向每架飞机发出调度指令。调度算法包括紧急状态调度算法和常规状态调度算法。
7)在计算机显示界面显示所有飞行资源使用情况和每架飞机的位置状态。
如图3所示，紧急状态调度算法包括如下步骤：
A)选择处于停机状态inHangar的飞机，查询是否存在空闲状态的运输车3，是则将飞机与运输车3匹配，飞机进入运输车3，转第一运输状态inTransit，记录第一运输时间plane.transitTime。
B)选择处于第一运输状态inTransit的飞机，判断第一运输时间plane.transitTime是否大于预设值transitTime，设定为300s，是则查询是否存在空闲状态的维修点4(此处指定为前部维修点4-1)，是则飞机与维修点4匹配，转飞行准备状态inPrepare，飞机与运输车3解除匹配，记录飞行准备时间plane.prepareTime。
C)选择处于飞行准备状态inPrepare的飞机，判断飞行准备时间plane.prepareTime是否大于预设值prepareTime，设定为2100s，是则查询是否存在空闲状态的起飞区5，是则将飞机与起飞区5匹配，飞机与维修点4解除匹配，飞机离开维修点4向起飞区5移动，飞机进入第二运输状态，记录第二运输时间。准备完毕后，将飞机移动至起飞区，此时飞机处于移动状态，根据飞机出发位置不同，分别记为前第二运输状态inMove1toFly(从前维修点4-1，编号1、2、3移至起飞区5)和后第二运输状态inMove2toFly(从后维修点4-2，编号4、5、6移至起飞区5)，记录并维护飞机处于移动状态的前第二运输时间plane.move1toflyTime或者后第二运输时间plane.move1toflyTime。
D)选择处于前第二运输状态inMove1toFly的飞机，判断前第二运输时间plane.move1toflyTime是否大于预设值move1Time，设定为60s，若成立，查询起飞区5是否处于空闲状态，若是，飞机进入起飞区5，转起飞状态inTakeoff；选择处于后第二运输状态inMove2toFly状态的飞机，判断后第二运输时间plane.move1toflyTime是否大于预设值move2Time，设定为300s，若成立，查询起飞区5是否处于空闲状态，若是，飞机进入起飞区5，转起飞状态inTakeoff；
移动至起飞区5后，飞机执行起飞操作，此时飞机处于起飞状态inTakeoff，记录起飞时间plane.takeoffTime。
E)选择处于起飞状态inTakeoff的飞机，判断起飞时间plane.takeoffTime是否大于预设值takeoffTime，设定为10s，是则将飞机与起飞区5解除匹配，起飞操作完毕后，飞机顺利起飞，进入飞行状态inFly，记录并维护飞行时间plane.flyTime。
F)选择处于飞行inFly状态的飞机，判断飞行时间plane.flyTime是否大于预设值flyTime，设定为7200s，若成立，查询查询降落区6是否处于空闲状态，是则将飞机与降落区6匹配，此时飞机处于着陆状态inLand，记录降落时间plane.landTime。
G)选择处于着陆状态inLand的飞机，判断降落时间plane.landTime是否大于预设值landTime，设定为30s，是则查询是否存在空闲状态的维修点4，是则转第三运输状态，记录第三运输时间。此时飞机处于移动状态，根据飞机到达位置不同，分别记为前第三运输状态inMove1toSlot(从降落区6移至前维修点4-1)和后第三运输状态inMove2toSlot(从降落区6移至后维修点4-2)，记录并维护飞机处于移动状态前第三运输时间plane.move1toslotTime或者后第三输时间plane.move2toslotTime。
H)选择处于前第三运输状态move1toSlotTime的飞机，判断前第三运输时间plane.move1toslotTime是否大于预设值move1toSlotTime，设定为300s，若成立，则飞机与维修点4匹配，转维修状态inRepair，记录维修时间plane.repairTime；选择处于后第二运输状态inMove2toFly状态的飞机，判断后第三运输时间plane.move2toslotTime是否大于预设值move2toSlotTime，设定为60s，设定为300s，若成立，则飞机与维修点4匹配，转维修状态inRepair，记录维修时间plane.repairTime。
I)判断维修时间plane.repairTime是否大于预设值repairTime，1800s，维修完毕后，飞机位于维修点4，处于准备完毕状态，且plane.repairTime≥prepareTime，转步骤C)查询是否存在空闲状态的起飞区5，准备进行新一轮起飞。
上述判断过程中未满足条件为否，则继续等待直至满足条件为是。
在常规状态下，为减少资源损耗，提高资源使用寿命，应尽可能减少资源在相同时间内的使用次数。假定每日运输量要求机场每隔时间T起飞一架飞机(本实施例中T为1h，故每架飞机只需起飞1次即可运回停机区)，针对此需求，本发明在资源调度模块4中设计常规调度算法如下。其中，时间变量currentTime表示当前时刻，tfly表示所记录的上一架飞机的起飞时刻。
如图4所示，常规状态调度算法包括如下步骤：
a)选择处于停机状态inHangar的飞机，查询是否存在空闲状态的运输车3，是则将飞机与运输车3匹配，飞机进入运输车3，转第一运输状态inTransit，记录第一运输时间plane.transitTime。
b)选择处于第一运输状态inTransit的飞机，判断第一运输时间plane.transitTime是否大于预设值transitTime，设定为300s，是则查询是否存在空闲状态的维修点4(此处指定为前部维修点4-1)，是则飞机与维修点4匹配，转飞行准备状态inPrepare，飞机与运输车3解除匹配，记录飞行准备时间plane.prepareTime。
c)选择处于飞行准备状态inPrepare的飞机，判断飞行准备时间是否大于预设值prepareTime，设定为2100s，是则判断currentTim-tfly＞1h是否成立，1h为要求间隔时间T，currentTime-tfly为距离上次起飞的时间；若成立，则查询是否存在空闲状态的起飞区5，是则将飞机与起飞区5匹配，飞机与维修点4解除匹配，飞机离开维修点4向起飞区5移动，飞机进入第二运输状态，记录第二运输时间，更新tfly＝currentTime。准备完毕后，将飞机移动至起飞区5，此时飞机处于移动状态，根据飞机出发位置不同，分别记为前第二运输状态inMove1toFly(从前维修点4-1，编号1、2、3移至起飞区5)和后第二运输状态inMove2toFly(从后维修点4-2，编号4、5、6移至起飞区5)，记录并维护飞机处于移动状态的前第二运输时间plane.move1toflyTime或者后第二运输时间plane.move1toflyTime。
d)选择处于前第二运输状态inMove1toFly的飞机，判断前第二运输时间plane.move1toflyTime是否大于预设值move1Time，设定为60s，若成立，查询起飞区5是否处于空闲状态，若是，飞机进入起飞区5，转起飞状态inTakeoff；选择处于后第二运输状态inMove2toFly状态的飞机，判断后第二运输时间plane.move1toflyTime是否大于预设值move2Time，设定为300s，若成立，查询起飞区5是否处于空闲状态，若是，飞机进入起飞区5，转起飞状态inTakeoff；
移动至起飞区5后，飞机执行起飞操作，此时飞机处于起飞状态inTakeoff，记录起飞时间plane.takeoffTime。
e)选择处于起飞状态inTakeoff的飞机，判断起飞时间plane.takeoffTime是否大于预设值takeoffTime，设定为10s，是则将飞机与起飞区5解除匹配，起飞操作完毕后，飞机顺利起飞，进入飞行状态inFly，记录并维护飞行时间plane.flyTime。
f)选择处于飞行inFly状态的飞机，判断飞行时间plane.flyTime是否大于预设值flyTime，设定为7200s，若成立，查询查询降落区6是否处于空闲状态，是则将飞机与降落区6匹配，此时飞机处于着陆状态inLand，记录降落时间plane.landTime。
g)选择处于着陆状态inLand的飞机，判断降落时间plane.landTime是否大于预设值landTime，设定为30s，是则查询是否存在空闲状态的维修点4，是则转第三运输状态，记录第三运输时间。此时飞机处于移动状态，根据飞机到达位置不同，分别记为前第三运输状态inMove1toSlot(从降落区6移至前维修点4-1)和后第三运输状态inMove2toSlot(从降落区6移至后维修点4-2)，记录并维护飞机处于移动状态前第三运输时间plane.move1toslotTime或者后第三输时间plane.move2toslotTime。
h)选择处于前第三运输状态move1toSlotTime的飞机，判断前第三运输时间plane.move1toslotTime是否大于预设值move1toSlotTime，设定为300s，若成立，则飞机与维修点4匹配，转维修状态inRepair，记录维修时间plane.repairTime；选择处于后第二运输状态inMove2toFly状态的飞机，判断后第三运输时间plane.move2toslotTime是否大于预设值move2toSlotTime，设定为60s，若成立，则飞机与维修点4匹配，转维修状态inRepair，记录维修时间plane.repairTime。
i)选择处于维修状态inRepair的飞机，判断维修时间plane.repairTime是否大于预设值repairTime，设定为1800s，维修完毕后，查询是否存在空闲状态的运输车3，是则将飞机与运输车3匹配，与维修点4解除匹配，转第四运输状态，记录第四运输时间。
根据飞机出发位置不同，分别记为前第四运输状态inMove1ToHangar(从前维修点4-1移至停机区2)和后第四运输状态inMove2ToHangar(从后维修点4-2移至停机区2)，记录并维护飞机处于移动状态前第四运输时间plane.move1tohangartime或者后第四输时间plane.move2tohangartime。
j)选择处于前第四运输状态inMove1ToHangar的飞机，判断前第四运输时间plane.move1tohangartime是否大于预设值move1tohangartime，设定为300s，是则将飞机与运输车3解除匹配，飞机进入停机状态inHangar。选择处于后第四运输状态inMove2ToHangar的飞机，判断后第四运输时间plane.move2tohangartime是否大于预设值move2tohangartime，设定为300s，是则将飞机与运输车3解除匹配，飞机进入停机状态inHangar。
上述判断过程中未满足条件为否，则继续等待直至满足条件为是。
在实施例中，采用本发明的调度系统考察一天内飞机的起降情况。记任务持续时间为1天，一架飞机一次完整的起降时间约为2h40min，停机区内放有24架飞机。则在不考虑资源限制的最理想情况下，1天内机场可起降的最高飞机架次约为216架；在本发明中紧急状态调度算法的调度下，1天内飞机总起飞架次为201，总降落架次为183(统计结束时部分飞机还未降落)。由此可知，该调度算法性能很接近理论最优。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (4)

1.一种机场飞行资源与飞机的调度方法，其特征在于：所述方法基于机场飞行资源与飞机的调度系统实现，所述调度系统包括位置信息模块(8)、飞机状态模块(9)、资源状态模块(10)、资源调度模块(11)、显示模块(12)；
位置信息模块(8)：用于采集飞机的位置信息，包括每架飞机的位置状态，供其他模块调用；位置信息模块(8)的飞机的位置信息通过安装于在机场上不同位置的信号采集器(7)采集；信号采集器(7)为激光雷达，在停机区前侧安装停机区信号采集器(7-1)，采集飞机位于停机区时的位置信息；在机场近停机区侧的运输区安装运输区信号采集器(7-2)，在机场前部起飞区(5)安装起飞区信号采集器(7-3)、后部降落区(6)安装降落区信号采集器(7-4)，分别采集飞机起飞和降落的位置信息；
飞机状态模块(9)：用于根据飞机的位置信息记录并更新每架飞机的状态信息；飞机状态模块(9)中设计的飞机状态包括：停机状态、第一运输状态、飞行准备状态、第二运输状态、起飞状态、飞行状态、着陆状态、第三运输状态、维修状态、第四运输状态；
所述方法包括如下步骤：
1)对整个机场进行范围测定，建立机场平面图，定义飞行资源和飞机的位置状态；
2)根据所述飞行资源和飞机的位置状态安装信息采集器(7)；
3)将机场每架飞机编号，记录并维护每架飞机每一时刻所处的位置和状态；
4)对飞机起飞与降落需要占用的所有飞行资源进行分类与编号，记录并维护每类资源的数量和每个资源的使用情况；
5)对飞机起降的整个流程进行建模，根据使用的飞行资源划分为不同的状态；飞机起降过程中的状态包括：停机状态、第一运输状态、飞行准备状态、第二运输状态、起飞状态、飞行状态、着陆状态、第三运输状态、第四运输状态、维修状态；
6)主机端指定飞行任务类型，选择对应的调度算法并执行，向每架飞机发出调度指令；调度算法包括紧急状态调度算法和常规状态调度算法；
所述紧急状态调度算法包括如下步骤：
A)选择处于停机状态的飞机，查询是否存在空闲状态的运输车(3)，是则将飞机与运输车(3)匹配，转第一运输状态，记录第一运输时间；
B)判断第一运输时间是否大于预设值，是则查询是否存在空闲状态的维修点(4)，是则飞机与维修点(4)匹配，转飞行准备状态，飞机与运输车(3)解除匹配，记录飞行准备时间；
C)判断飞行准备时间是否大于预设值，是则查询是否存在空闲状态的起飞区(5)，是则将飞机与起飞区(5)匹配，飞机与维修点(4)解除匹配，飞机进入第二运输状态，记录第二运输时间；
D)判断第二运输时间是否大于预设值，是则转起飞状态，记录起飞时间；
E)判断起飞时间是否大于预设值，是则将飞机与起飞区(5)解除匹配，转飞行状态，记录飞行时间；
F)判断飞行时间是否大于预设值，是则查询降落区(6)是否处于空闲状态，是则将飞机与降落区(6)匹配，转着陆状态，记录着陆时间；
G)判断着陆时间是否大于预设值，是则查询是否存在空闲状态的维修点(4)，是则转第三运输状态，记录第三运输时间；
H)判断第三运输时间是否大于预设值，是则飞机与维修点(4)匹配，转维修状态，记录维修时间；
I)判断维修时间是否大于预设值，是则转步骤C)查询是否存在空闲状态的起飞区(5)，进行下一轮飞行；
上述判断过程中未满足条件为否，则继续等待直至满足条件为是；
所述常规状态调度算法包括如下步骤：
a)选择处于停机状态的飞机，查询是否存在空闲状态的运输车(3)，是则将飞机与运输车(3)匹配，转第一运输状态，记录第一运输时间；
b)判断第一运输时间是否大于预设值，是则查询是否存在空闲状态的维修点(4)，是则飞机与维修点(4)匹配，转飞行准备状态，飞机与运输车(3)解除匹配，记录飞行准备时间；
c)判断飞行准备时间是否大于预设值，是则查询距离上次起飞的时间是否大于要求间隔时间T，是则查询是否存在空闲状态的起飞区(5)，是则将飞机与起飞区(5)匹配，飞机与维修点(4)解除匹配，飞机进入第二运输状态，记录第二运输时间；
d)判断第二运输时间是否大于预设值，是则转起飞状态，记录起飞时间；
e)判断起飞时间是否大于预设值，是则将飞机与起飞区(5)解除匹配，转飞行状态，记录飞行时间；
f)判断飞行时间是否大于预设值，是则查询降落区(6)是否处于空闲状态，是则将飞机与降落区(6)匹配，转着陆状态，记录着陆时间；
g)判断着陆时间是否大于预设值，是则查询是否存在空闲状态的维修点(4)，是则转第三运输状态，记录第三运输时间；
h)判断第三运输时间是否大于预设值，是则飞机与维修点(4)匹配，转维修状态，记录维修时间；
i)判断维修时间是否大于预设值，是则查询是否存在空闲状态的运输车(3)，是则将飞机与运输车(3)匹配，与维修点(4)解除匹配，转第四运输状态，记录第四运输时间；
j)判断第四运输时间是否大于预设值，是则将飞机与运输车(3)解除匹配，飞机进入停机状态；
上述判断过程中未满足条件为否，则继续等待直至满足条件为是；
7)在计算机显示界面显示所有飞行资源的使用情况和每架飞机的位置状态。
2.根据权利要求1所述的机场飞行资源与飞机的调度方法，其特征在于：所述步骤4)中飞行资源包括运输车(3)、维修点(4)、起飞区(5)、降落区(6)；每一个所述飞机、运输车(3)、维修点(4)、起飞区(5)、降落区(6)单独编号，具有匹配和空闲两种使用情况。
3.根据权利要求2所述的机场飞行资源与飞机的调度方法，其特征在于：所述维修点(4)分为前部维修点(4-1)和后部维修点(4-2)，所述第二运输时间包括飞机从前部维修点滑行至起飞区(5)的第二前运输时间和飞机从后部维修点滑行至起飞区(5)的第二后运输时间；所述第三运输状态包括飞机从降落区滑行至前部维修点的第三前运输时间和飞机从降落区滑行至后部维修点的第三后运输时间。
4.根据权利要求1所述的机场飞行资源与飞机的调度方法，其特征在于：所述维修点(4)分为前部维修点(4-1)和后部维修点(4-2)，所述第四运输时间包括飞机从前部维修点滑行至停机区(2)的第四前运输时间和飞机从后部维修点滑行至停机区(2)的第四后运输时间。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230186206A1 (en) * 2021-12-15 2023-06-15 International Business Machines Corporation Ordering flight takeoffs and landings based on passenger complaint propensities

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108197749B (zh) * 2018-01-15 2022-05-27 北京航空航天大学 飞行器滑行调度方法与装置
CN108335024B (zh) * 2018-01-23 2020-08-04 华中科技大学 一种舰载机连续出动任务规划方法及任务规划描述方法
CN110008581B (zh) * 2019-04-02 2020-12-11 北京航空航天大学 一种面向任务仿真的机场地面调度流程建模系统
CN110378537A (zh) * 2019-07-25 2019-10-25 四川青霄信息科技有限公司 一种机场停机位智能分配的方法及系统
CN111080023A (zh) * 2019-12-24 2020-04-28 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种基于头脑风暴优化的舰载飞机出动调度规划方法
CN112767572B (zh) * 2020-12-31 2024-02-02 广州紫川电子科技有限公司 一种飞机从着陆点起飞到离场的计时方法、电子设备、存储介质及装置
CN112799432B (zh) * 2021-04-08 2021-07-02 北京三快在线科技有限公司 无人机的避障控制方法、装置、存储介质和电子设备
CN115907373B (zh) * 2022-11-18 2023-09-26 西安交通大学 中小型机场快速调度飞机的方法、系统、设备及存储介质

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101421753A (zh) * 2006-02-21 2009-04-29 动力智能公司 运输调度系统

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101421753A (zh) * 2006-02-21 2009-04-29 动力智能公司 运输调度系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"航空保障信息可视化系统";李致波;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》;20161215;第I138-97页 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230186206A1 (en) * 2021-12-15 2023-06-15 International Business Machines Corporation Ordering flight takeoffs and landings based on passenger complaint propensities

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