CN110033111B - 机场场面运动规划方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种机场场面运动规划方法和装置，该方法，包括：通过获取机场场面上待优化航空器的推出时刻；确定所述待优化航空器的初始运动路径；根据待优化航空器的推出时刻，对所述初始运动路径进行冲突检测；确定所述初始运动路径存在冲突时，则对优先级低的待优化航空器的当前规划策略进行调整，得到机场场面上待优化航空器的目标规划策略。本发明实现了同时考虑航空器油耗和滑行行程的机场场面运动规划策略，在提高机场资源利用率的同时，有效降低机场污染气体的排放。

Description

机场场面运动规划方法和装置
技术领域
本发明涉及民航技术领域，尤其涉及一种机场场面运动规划方法和装置。
背景技术
随着我国民航业的迅速发展，机场跑道的数量不断增加，航空器的地面运行路径也越来越复杂。因此需要合理规划航空器的运动路径，缩短航空器滑行时间和完成时间，从而提高机场资源的利用率。
目前，往往通过合理分配停机位的位置，以及提高机场场面资源利用率为目标，来实现对航空器运动路径的优化。
但是，这种方式没有考虑机场的环保要求。据统计，800公里以上的航空器的碳排放中有25％发生在起飞和降落过程，若仅以提高机场场面资源利用率来规划航空器的运动路径，将会造成不必要的能源损耗，增加温室气体的排放。
发明内容
本发明提供一种机场场面运动规划方法和装置，以实现同时考虑航空器油耗和滑行行程的机场场面运动规划策略，从而降低机场污染气体的排放。
第一方面，本发明提供一种机场场面运动规划方法，包括：
获取机场场面上待优化航空器的推出时刻；
确定所述待优化航空器的初始运动路径；
根据待优化航空器的推出时刻，对所述初始运动路径进行冲突检测；
确定所述初始运动路径存在冲突时，则对优先级低的待优化航空器的当前规划策略进行调整，得到机场场面上待优化航空器的目标规划策略。
可选地，所述获取机场场面上待优化航空器的推出时刻，包括：
将机场场面上符合滑动时间窗的航空器的集合作为当前种群的一个个体，每个个体对应一组航空器的推出时刻；所述滑动时间窗是指：机场场面上允许航空器推出和降落的预设时间区间，所述预设时间区间是由航空器准备好时间、计划时间、及时性指标决定的；
随机生成所述当前种群中个体的开始时间，所述开始时间是指离场航空器的推出时刻；
根据所述当前种群中个体的开始时间，生成机场场面上航空器的滑行路径信息，并获取所述滑行路径信息对应的目标函数的值；所述滑行路径信息包括：离场航空器的撤轮档时间、节点等待时间、跑道入口等待时间，以及进场航空器的入停机位时间；目标函数的值包括：油耗、门控时间、跑道排队时间，其中：油耗是由航空器的滑行时间与单位时间油耗决定的，门控时间是由离场航空器推出停机位时间和航空器准备好时间决定的，跑道排队时间是由跑道入口处等待的航空器数量和安全放行间隔决定的；
根据目标函数的值对当前种群进行非支配分层排序，并将位于第一层的非支配解存储到解集M中；非支配解是指：支配某一个体的其他个体的数量为0的个体所对应的推出时刻；
在当前种群达到预设迭代次数时，将所述解集M中的个体所对应的航空器作为待优化航空器，并输出所述待优化航空器的推出时刻。
可选地，在当前种群达到预设迭代次数之前，还包括：
对所述当前种群进行复制、交叉、变异操作，得到中间种群，随机生成所述中间种群中个体的开始时间；根据所述中间种群中个体的开始时间，生成机场场面上航空器的中间规划策略，并根据所述中间规划策略计算目标函数的值；
对所述中间种群进行非支配分层排序，并将位于第一层的非支配解存储到解集M中；
获取所述解集M中的个体的拥挤度，并根据所述拥挤度选取若干个个体构成新种群，将所述新种群作为当前种群，令当前种群的迭代次数的值自增1。
可选地，所述确定所述待优化航空器的初始运动路径，包括：
获取机场场面布局节点图，所述机场场面布局节点图是指将机场场面上的控制点位置用节点表示，将连接节点的滑行道、跑道、滑行路线用链路表示的地图；
确定所述待优化航空器在机场场面布局节点图的初始节点，将所述初始节点作为当前节点；所述初始节点是指：离港航空器的停机位，或者进港航空器的快速脱离道位置；
确定所述当前节点不是目标节点时，获取当前节点到邻节点的评价函数值G，并将评价函数值G最小的邻节点作为当前节点；所述邻节点是指与当前节点相邻的节点，包括：跑道出口、跑道入口、滑行道交叉口、进场航空器的停机位、离场航空器的跑道出口；评价函数值G是通过邻节点到当前节点的欧式距离除以航空器的滑行速度计算得到的；
确定所述当前节点为目标节点时，生成初始节点到所述目标节点的运动路径，将所述运动路径作为所述待优化航空器的初始运动路径，所述目标节点是指进场航空器的停机位，或者离场航空器的跑道出口。
可选地，所述根据待优化航空器的推出时刻，对所述初始运动路径进行冲突检测，包括：
根据所述待优化航空器的滑行速度、推出时刻，得到所述待优化航空器经过所述初始运动路径上的各个节点的时刻；
判断所述初始运动路径上的节点是否存在时间冲突，所述时间冲突是指在预设时间范围内存在两个及以上的航空器经过同一节点。
可选地，所述对优先级低的待优化航空器的当前规划策略进行调整，包括：
按照待优化航空器的推出时刻顺序对所述待优化航空器进行优先级排序，推出时刻越早的待优化航空器的优先级越高；
对优先级低的待优化航空器采取减速、停机位等待、等待前驱点处等待处理。
第二方面，本发明提供一种机场场面运动规划装置，包括：
获取模块，用于获取机场场面上待优化航空器的推出时刻；
确定模块，用于确定所述待优化航空器的初始运动路径；
检测模块，用于根据待优化航空器的推出时刻，对所述初始运动路径进行冲突检测；
调整模块，用于在确定所述初始运动路径存在冲突时，则对优先级低的待优化航空器的当前规划策略进行调整，得到机场场面上待优化航空器的目标规划策略。
可选地，所述获取模块，具体用于：
将机场场面上符合滑动时间窗的航空器的集合作为当前种群的一个个体，每个个体对应一组航空器的推出时刻；所述滑动时间窗是指：机场场面上允许航空器推出和降落的预设时间区间，所述预设时间区间是由航空器准备好时间、计划时间、及时性指标决定的；
随机生成所述当前种群中个体的开始时间，所述开始时间是指离场航空器的推出时刻；
根据所述当前种群中个体的开始时间，生成机场场面上航空器的滑行路径信息，并获取所述滑行路径信息对应的目标函数的值；所述滑行路径信息包括：离场航空器的撤轮档时间、节点等待时间、跑道入口等待时间，以及进场航空器的入停机位时间；目标函数的值包括：油耗、门控时间、跑道排队时间，其中：油耗是由航空器的滑行时间与单位时间油耗决定的，门控时间是由离场航空器推出停机位时间和航空器准备好时间决定的，跑道排队时间是由跑道入口处等待的航空器数量和安全放行间隔决定的；
根据目标函数的值对当前种群进行非支配分层排序，并将位于第一层的非支配解存储到解集M中；非支配解是指：支配某一个体的其他个体的数量为0的个体所对应的推出时刻；
在当前种群达到预设迭代次数时，将所述解集M中的个体所对应的航空器作为待优化航空器，并输出所述待优化航空器的推出时刻。
可选地，所述获取模块，还用于在当前种群达到预设变换次数之前，对对所述当前种群进行复制、交叉、变异操作，得到中间种群，随机生成所述中间种群中个体的开始时间；根据所述中间种群中个体的开始时间，生成机场场面上航空器的中间规划策略，并根据所述中间规划策略计算目标函数的值；
对所述中间种群进行非支配分层排序，并将位于第一层的非支配解存储到解集M中；
获取所述解集M中的个体的拥挤度，并根据所述拥挤度选取若干个个体构成新种群，将所述新种群作为当前种群，令当前种群的迭代次数的值自增1。
可选地，所述确定模块，具体用于：
获取机场场面布局节点图，所述机场场面布局节点图是指将机场场面上的控制点位置用节点表示，将连接节点的滑行道、跑道、滑行路线用链路表示的地图；
确定所述待优化航空器在机场场面布局节点图的初始节点，将所述初始节点作为当前节点；所述初始节点是指：离港航空器的停机位，或者进港航空器的快速脱离道位置；
确定所述当前节点不是目标节点时，获取当前节点到邻节点的评价函数值G，并将评价函数值G最小的邻节点作为当前节点；所述邻节点是指与当前节点相邻的节点，包括：跑道出口、跑道入口、滑行道交叉口、进场航空器的停机位、离场航空器的跑道出口；评价函数值G是通过邻节点到当前节点的欧式距离除以航空器的滑行速度计算得到的；
确定所述当前节点为目标节点时，生成初始节点到所述目标节点的运动路径，将所述运动路径作为所述待优化航空器的初始运动路径，所述目标节点是指进场航空器的停机位，或者离场航空器的跑道出口。
可选地，所述检测模块，具体用于：
根据所述待优化航空器的滑行速度、推出时刻，得到所述待优化航空器经过所述初始运动路径上的各个节点的时刻；
判断所述初始运动路径上的节点是否存在时间冲突，所述时间冲突是指在预设时间范围内存在两个及以上的航空器经过同一节点。
可选地，所述调整模块，具体用于：
按照待优化航空器的推出时刻顺序对所述待优化航空器进行优先级排序，推出时刻越早的待优化航空器的优先级越高；
对优先级低的待优化航空器采取减速、停机位等待、等待前驱点处等待处理。
第三方面，本发明提供一种机场场面运动规划设备，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于执行所述存储器存储的所述程序，当所述程序被执行时，所述处理器用于执行第一方面中任一所述的方法。
第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，包括：指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面中任一所述的方法。
本发明提供的机场场面运动规划方法和装置，通过获取机场场面上待优化航空器的推出时刻；确定所述待优化航空器的初始运动路径；根据待优化航空器的推出时刻，对所述初始运动路径进行冲突检测；确定所述初始运动路径存在冲突时，则对优先级低的待优化航空器的当前规划策略进行调整，得到机场场面上待优化航空器的目标规划策略。从而实现了同时考虑航空器油耗和滑行行程的机场场面运动规划策略，在提高机场资源利用率的同时，有效降低机场污染气体的排放。
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为本发明提供的一机场的节点布局示意图；
图2为本发明实施例一提供的机场场面运动规划方法的流程图；
图3为本发明实施例一中步骤S102的方法流程图；
图4为本发明实施例二提供的机场场面运动规划装置的结构示意图；
图5为本发明实施例三提供的机场场面运动规划设备的结构示意图。
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做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。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
以下，对本申请中的部分用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解：
1)机场场面布局节点图，是指将机场地面和终端区代表重要的控制点如停机位、跑道出口、入口、滑行道节点、滑行道交叉口等均采用带有时间权重的节点表示，并将连接节点的滑行道、跑道、滑行路线用链路表示。具体地，可以参见图1所示。图1为本发明提供的一机场的节点布局示意图，图中每一个点表示一个节点，节点之间的连线表示滑行道、跑道、滑行路线中的任一种链路。
2)基于非支配排序的带有精英策略的多目标优化算法(nondominated sortinggenetic algorithmsII，NSGA-II)，是指带精英策略的非支配排序遗传算法，该算法是基于Pareto理论的多目标优化经典算法。
3)推出时刻，是指航空器可以开始滑行的时间窗口。对于离场航空器是指撤轮档时间，对于进场航空器是指离开跑道进入快速脱离道的时间。
4)场面运行问题，是指在安全和管制规则的要求下，调度飞机以最有效的方式在跑道和停机位之间的地面运动。包括飞机离开停机位时间，进入停机位时间，滑行路线，速度等。
本发明提机场场面运动规划方法，可以应用于已知机场场面布局节点图的机场场面。在现有技术中，根据已知机场场面布局节点图，计算各个航空器经过节点的时间，筛选出航空器的最佳运动路径。但是，这种方式没有考虑机场的环保要求，若仅以提高机场场面资源利用率来规划航空器的运动路径，将会造成不必要的能源损耗，增加温室气体的排放。
本发明提供的机场场面运动规划方法，旨在解决现有技术的如上技术问题。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述。
图2为本发明实施例一提供的机场场面运动规划方法的流程图，如图2所示，本实施例中的方法可以包括：
S101、获取机场场面上待优化航空器的推出时刻。
本实施例中，可以采用基于非支配排序的带有精英策略的多目标优化算法NSGA-II得到机场场面上待优化航空器的推出时刻。推出时刻，是指航空器可以开始滑行的时间窗口。对于离场航空器是指撤轮档时间，对于进场航空器是指离开跑道进入快速脱离道的时间。
可选地，采用NSGA-II得到机场场面上待优化航空器的推出时刻，包括：将机场场面上符合滑动时间窗的航空器的集合作为当前种群的一个个体，每个个体对应一组航空器的推出时刻；所述滑动时间窗是指：机场场面上允许航空器推出和降落的预设时间区间，所述预设时间区间是由航空器准备好时间、计划时间、及时性指标决定的。随机生成所述当前种群中个体的开始时间，所述开始时间是指离场航空器的推出时刻。根据所述当前种群中个体的开始时间，生成机场场面上航空器的滑行路径信息，并获取所述滑行路径信息对应的目标函数的值；所述滑行路径信息包括：离场航空器的撤轮档时间、节点等待时间、跑道入口等待时间，以及进场航空器的入停机位时间；目标函数的值包括：油耗、门控时间、跑道排队时间，其中：油耗是由航空器的滑行时间与单位时间油耗决定的，门控时间是由离场航空器推出停机位时间和航空器准备好时间决定的，跑道排队时间是由跑道入口处等待的航空器数量和安全放行间隔决定的。根据目标函数的值对当前种群进行非支配分层排序，并将位于第一层的非支配解存储到解集M中；非支配解是指：支配某一个体的其他个体的数量为0的个体所对应的推出时刻。在当前种群达到预设迭代次数之前，对所述当前种群进行复制、交叉、变异操作，得到中间种群，随机生成所述中间种群中个体的开始时间；根据所述中间种群中个体的开始时间，生成机场场面上航空器的中间规划策略，并根据所述中间规划策略计算目标函数的值；对所述中间种群进行非支配分层排序，并将位于第一层的非支配解存储到解集M中；获取所述解集M中的个体的拥挤度，并根据所述拥挤度选取若干个个体构成新种群，将所述新种群作为当前种群，令当前种群的迭代次数的值自增1。在当前种群达到预设迭代次数时，将所述解集M中的个体所对应的航空器作为待优化航空器，并输出所述待优化航空器的推出时刻。
本实施例中的目标函数中可以综合考虑包含燃料消耗、门控时间、跑道排队时间在内的多个目标以进行优化，以确保停机位的使用效率和跑道的使用效率，同时减少排放污染。具体地，可以根据飞机座位数、发动机型号、数量将机型分为大、中、小三种。其中，大型机单位时间滑行油耗：46kg/min；中型机单位时间滑行油耗：28kg/min；小型机单位时间滑行油耗：12kg/min。
具体地，可以建立如下的目标函数：
Figure BDA0001544849170000091
式中：fit(x,y,z)表示个体的目标函数，x表示
Figure BDA0001544849170000092
y表示
Figure BDA0001544849170000093
z表示
Figure BDA0001544849170000094
ki表示第i个航空器的单位时间油耗参数，i表示集合F中的第i个航空器，F表示航空器集合，OilCosti表示第i个航空器的总油耗，li表示第i个航空器的排队耗时参数，GateHoldti表示第i个航空器的总门控时间，Queuesti表示第i个航空器的跑道入口排队时间；其中i的值范围为1,2，…，N；N为航空器的总数。例如，当有1架航空器在排队时，令li的值为3，当有2架航空器在排队时，令li的值为6。
S102、确定待优化航空器的初始运动路径。
本实施例中，可以采用动态搜索的方式获得待优化航空器的初始运动路径，例如采用最短耗时或者最短路径的搜索方式来确定待优化航空器的初始运动路径。
S103、根据待优化航空器的推出时刻，对初始运动路径进行冲突检测。
本实施例中，在得到待优化航空器的推出时刻、待优化航空器的滑行速度，以及初始运动路径之后，就可以计算出待优化航空器在初始运动路径上任意位置的到达时刻；据此，可以对机场场面上的控制点进行冲突检测。由航空器的初始运动路径除以航空器的滑行速度V后，得到航空器在各个路径节点的耗时，再将航空器的推出时刻加入，得到航空器的计划路径和到达路径各个控制点的时刻。
可选地，根据所述待优化航空器的滑行速度、推出时刻，得到所述待优化航空器经过所述初始运动路径上的各个节点的时刻；
判断所述初始运动路径上的节点是否存在时间冲突，所述时间冲突是指在预设时间范围内存在两个及以上的航空器经过同一节点。
S104、确定初始运动路径存在冲突时，则对优先级低的待优化航空器的当前规划策略进行调整，得到机场场面上待优化航空器的目标规划策略。
本实施例中，首先判断待优化航空器的初始运动路径上的控制点是否存在时间冲突，若存在时间冲突，则确定初始运动路径存在冲突。此时，需要对优先级低的待优化航空器的当前规划策略进行调整，得到机场场面上待优化航空器的目标规划策略。例如，两架或多架航空器到达同一控制点的时间间隔不足30秒，则确定该控制点存在冲突。需要通过调整低优先级航空器的速度来实现减速、节点等待的策略调整或者延迟低优先级航空器的推出时刻。如果不存在冲突，则保留待优化航空器的初始运动路径和推出时刻。
可选地，按照待优化航空器的推出时刻顺序对所述待优化航空器进行优先级排序，推出时刻越早的待优化航空器的优先级越高；
对优先级低的待优化航空器采取减速、停机位等待、等待前驱点处等待处理。
具体地，假设设置航空器初始滑行速度为V，对优先级低的航空器采取减速是指将航空器的初始滑行速度变更为V/2；停机位等待是指将航空器的推出时刻延迟预设的值，前驱点等待是指在所述前驱点处将航空器的滑行速度变更为V/4。
本实施例，通过获取机场场面上待优化航空器的推出时刻；确定所述待优化航空器的初始运动路径；根据待优化航空器的推出时刻，对所述初始运动路径进行冲突检测；确定所述初始运动路径存在冲突时，则对优先级低的待优化航空器的当前规划策略进行调整，得到机场场面上待优化航空器的目标规划策略。从而实现了同时考虑航空器油耗和滑行行程的机场场面运动规划策略，在提高机场资源利用率的同时，有效降低机场污染气体的排放。
图3为本发明实施例一中步骤S102的方法流程图，如图3所示，本实施例中的方法可以包括：
步骤S1021、获取机场场面布局节点图。
本实施例中，可以参见图1，机场场面布局节点图是指将机场场面上的控制点位置用节点表示，将连接节点的滑行道、跑道、滑行路线用链路表示的地图。
步骤S1022、确定待优化航空器在机场场面布局节点图的初始节点，将初始节点作为当前节点。
本实施例中，初始节点是指：离港航空器的停机位，或者进港航空器的快速脱离道位置。
步骤S1023、获取当前节点到邻节点的评价函数值G，并将评价函数值G最小的邻节点作为当前节点。
本实施例中，邻节点是指：与当前节点相邻的节点，包括：跑道出口、跑道入口、滑行道交叉口、进场航空器的停机位、离场航空器的跑道出口。评价函数值G是通过邻节点到当前节点的欧式距离除以航空器的滑行速度计算得到的。具体地，计算所有邻节点到初始节点的评价函数值G，并将评价函数值G最小的邻节点作为当前节点。评价函数值G越小，说明邻节点与当前节点的距离越近。
步骤S1024、判断当前节点是否为目标节点，若是，则执行步骤S1025；若否，则返回执行步骤S1023。
本实施例中，目标节点是指：进场航空器的停机位，或者离场航空器的跑道出口。
步骤S1025、生成初始节点到目标节点的运动路径，将运动路径作为待优化航空器的初始运动路径。
本实施例，通过动态搜索与当前节点评价函数值G最小的邻节点来扩展运动路径，直到到达目标节点，使得待优化航空器的初始运动路径的距离和耗时最短，从而达到了降低航空器污染气体排放的目的。
图4为本发明实施例二提供的机场场面运动规划装置的结构示意图，如图4所示，本实施例中的装置可以包括：
获取模块10，用于获取机场场面上待优化航空器的推出时刻；
确定模块20，用于确定所述待优化航空器的初始运动路径；
检测模块30，用于根据待优化航空器的推出时刻，对所述初始运动路径进行冲突检测；
调整模块40，用于在确定所述初始运动路径存在冲突时，则对优先级低的待优化航空器的当前规划策略进行调整，得到机场场面上待优化航空器的目标规划策略。
可选地，所述获取模块10，具体用于：
将机场场面上符合滑动时间窗的航空器的集合作为当前种群的一个个体，每个个体对应一组航空器的推出时刻；所述滑动时间窗是指：机场场面上允许航空器推出和降落的预设时间区间，所述预设时间区间是由航空器准备好时间、计划时间、及时性指标决定的；
随机生成所述当前种群中个体的开始时间，所述开始时间是指离场航空器的推出时刻；
根据所述当前种群中个体的开始时间，生成机场场面上航空器的滑行路径信息，并获取所述滑行路径信息对应的目标函数的值；所述滑行路径信息包括：离场航空器的撤轮档时间、节点等待时间、跑道入口等待时间，以及进场航空器的入停机位时间；目标函数的值包括：油耗、门控时间、跑道排队时间，其中：油耗是由航空器的滑行时间与单位时间油耗决定的，门控时间是由离场航空器推出停机位时间和航空器准备好时间决定的，跑道排队时间是由跑道入口处等待的航空器数量和安全放行间隔决定的；
根据目标函数的值对当前种群进行非支配分层排序，并将位于第一层的非支配解存储到解集M中；非支配解是指：支配某一个体的其他个体的数量为0的个体所对应的推出时刻；
在当前种群达到预设迭代次数时，将所述解集M中的个体所对应的航空器作为待优化航空器，并输出所述待优化航空器的推出时刻。
可选地，所述获取模块10，还用于在当前种群达到预设变换次数之前，对对所述当前种群进行复制、交叉、变异操作，得到中间种群，随机生成所述中间种群中个体的开始时间；根据所述中间种群中个体的开始时间，生成机场场面上航空器的中间规划策略，并根据所述中间规划策略计算目标函数的值；
对所述中间种群进行非支配分层排序，并将位于第一层的非支配解存储到解集M中；
获取所述解集M中的个体的拥挤度，并根据所述拥挤度选取若干个个体构成新种群，将所述新种群作为当前种群，令当前种群的迭代次数的值自增1。
可选地，所述确定模块20，具体用于：
获取机场场面布局节点图，所述机场场面布局节点图是指将机场场面上的控制点位置用节点表示，将连接节点的滑行道、跑道、滑行路线用链路表示的地图；
确定所述待优化航空器在机场场面布局节点图的初始节点，将所述初始节点作为当前节点；所述初始节点是指：离港航空器的停机位，或者进港航空器的快速脱离道位置；
确定所述当前节点不是目标节点时，获取当前节点到邻节点的评价函数值G，并将评价函数值G最小的邻节点作为当前节点；所述邻节点是指与当前节点相邻的节点，包括：跑道出口、跑道入口、滑行道交叉口、进场航空器的停机位、离场航空器的跑道出口；评价函数值G是通过邻节点到当前节点的欧式距离除以航空器的滑行速度计算得到的；
确定所述当前节点为目标节点时，生成初始节点到所述目标节点的运动路径，将所述运动路径作为所述待优化航空器的初始运动路径，所述目标节点是指进场航空器的停机位，或者离场航空器的跑道出口。
可选地，所述检测模块30，具体用于：
根据所述待优化航空器的滑行速度、推出时刻，得到所述待优化航空器经过所述初始运动路径上的各个节点的时刻；
判断所述初始运动路径上的节点是否存在时间冲突，所述时间冲突是指在预设时间范围内存在两个及以上的航空器经过同一节点。
可选地，所述调整模块40，具体用于：
按照待优化航空器的推出时刻顺序对所述待优化航空器进行优先级排序，推出时刻越早的待优化航空器的优先级越高；
对优先级低的待优化航空器采取减速、停机位等待、等待前驱点处等待处理。
本实施例可以执行上述图2和图3所示的方法中的技术方案，其实现过程和技术效果与上述方法类似，此处不再赘述。
图5为本发明实施例三提供的机场场面运动规划设备的结构示意图，如图5所示，本实施例中的机场场面运动规划设备50，可以包括：
处理器51以及存储器52；其中：
存储器52，用于存储可执行指令，该存储器还可以是flash(闪存)。
处理器51，用于执行存储器存储的可执行指令，以实现上述实施例涉及的方法中的各个步骤。具体可以参见前面方法实施例中的相关描述。
可选地，存储器52既可以是独立的，也可以跟处理器51集成在一起。
当所述存储器52是独立于处理器51之外的器件时，所述电子终端50还可以包括：
总线53，用于连接所述存储器52和处理器51。
本实施例可以执行上述图2和图3所示的方法中的技术方案，其实现过程和技术效果与上述方法类似，此处不再赘述。
此外，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当用户设备的至少一个处理器执行该计算机执行指令时，用户设备执行上述各种可能的方法。
其中，计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。另外，该ASIC可以位于用户设备中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于通信设备中。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
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 (8)

1.一种机场场面运动规划方法，其特征在于，包括：
获取机场场面上待优化航空器的推出时刻；
确定所述待优化航空器的初始运动路径；
根据待优化航空器的推出时刻，对所述初始运动路径进行冲突检测；
确定所述初始运动路径存在冲突时，则对优先级低的待优化航空器的当前规划策略进行调整，得到机场场面上待优化航空器的目标规划策略；
所述获取机场场面上待优化航空器的推出时刻，包括：
将机场场面上符合滑动时间窗的航空器的集合作为当前种群的一个个体，每个个体对应一组航空器的推出时刻；所述滑动时间窗是指：机场场面上允许航空器推出和降落的预设时间区间，所述预设时间区间是由航空器准备好时间、计划时间、及时性指标决定的；
随机生成所述当前种群中个体的开始时间，所述开始时间是指离场航空器的推出时刻；
根据所述当前种群中个体的开始时间，生成机场场面上航空器的滑行路径信息，并获取所述滑行路径信息对应的目标函数的值；所述滑行路径信息包括：离场航空器的撤轮档时间、节点等待时间、跑道入口等待时间，以及进场航空器的入停机位时间；目标函数的值包括：油耗、门控时间、跑道排队时间，其中：油耗是由航空器的滑行时间与单位时间油耗决定的，门控时间是由离场航空器推出停机位时间和航空器准备好时间决定的，跑道排队时间是由跑道入口处等待的航空器数量和安全放行间隔决定的；
根据目标函数的值对当前种群进行非支配分层排序，并将位于第一层的非支配解存储到解集M中；非支配解是指：支配某一个体的其他个体的数量为0的个体所对应的推出时刻；
在当前种群达到预设迭代次数时，将所述解集M中的个体所对应的航空器作为待优化航空器，并输出所述待优化航空器的推出时刻。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在当前种群达到预设迭代次数之前，还包括：
对所述当前种群进行复制、交叉、变异操作，得到中间种群，随机生成所述中间种群中个体的开始时间；根据所述中间种群中个体的开始时间，生成机场场面上航空器的中间规划策略，并根据所述中间规划策略计算目标函数的值；
对所述中间种群进行非支配分层排序，并将位于第一层的非支配解存储到解集M中；
获取所述解集M中的个体的拥挤度，并根据所述拥挤度选取若干个个体构成新种群，将所述新种群作为当前种群，令当前种群的迭代次数的值自增1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述待优化航空器的初始运动路径，包括：
获取机场场面布局节点图，所述机场场面布局节点图是指将机场场面上的控制点位置用节点表示，将连接节点的滑行道、跑道、滑行路线用链路表示的地图；
确定所述待优化航空器在机场场面布局节点图的初始节点，将所述初始节点作为当前节点；所述初始节点是指：离港航空器的停机位，或者进港航空器的快速脱离道位置；
确定所述当前节点不是目标节点时，获取当前节点到邻节点的评价函数值G，并将评价函数值G最小的邻节点作为当前节点；所述邻节点是指与当前节点相邻的节点，包括：跑道出口、跑道入口、滑行道交叉口、进场航空器的停机位、离场航空器的跑道出口；评价函数值G是通过邻节点到当前节点的欧式距离除以航空器的滑行速度计算得到的；
确定所述当前节点为目标节点时，生成初始节点到所述目标节点的运动路径，将所述运动路径作为所述待优化航空器的初始运动路径，所述目标节点是指进场航空器的停机位，或者离场航空器的跑道出口。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据待优化航空器的推出时刻，对所述初始运动路径进行冲突检测，包括：
根据所述待优化航空器的滑行速度、推出时刻，得到所述待优化航空器经过所述初始运动路径上的各个节点的时刻；
判断所述初始运动路径上的节点是否存在时间冲突，所述时间冲突是指在预设时间范围内存在两个及以上的航空器经过同一节点。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对优先级低的待优化航空器的当前规划策略进行调整，包括：
按照待优化航空器的推出时刻顺序对所述待优化航空器进行优先级排序，推出时刻越早的待优化航空器的优先级越高；
对优先级低的待优化航空器采取减速、停机位等待、等待前驱点处等待处理。
6.一种机场场面运动规划装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取机场场面上待优化航空器的推出时刻；
确定模块，用于确定所述待优化航空器的初始运动路径；
检测模块，用于根据待优化航空器的推出时刻，对所述初始运动路径进行冲突检测；
调整模块，用于在确定所述初始运动路径存在冲突时，则对优先级低的待优化航空器的当前规划策略进行调整，得到机场场面上待优化航空器的目标规划策略；
所述获取模块，具体用于：
将机场场面上符合滑动时间窗的航空器的集合作为当前种群的一个个体，每个个体对应一组航空器的推出时刻；所述滑动时间窗是指：机场场面上允许航空器推出和降落的预设时间区间，所述预设时间区间是由航空器准备好时间、计划时间、及时性指标决定的；
随机生成所述当前种群中个体的开始时间，所述开始时间是指离场航空器的推出时刻；
根据所述当前种群中个体的开始时间，生成机场场面上航空器的滑行路径信息，并获取所述滑行路径信息对应的目标函数的值；所述滑行路径信息包括：离场航空器的撤轮档时间、节点等待时间、跑道入口等待时间，以及进场航空器的入停机位时间；目标函数的值包括：油耗、门控时间、跑道排队时间，其中：油耗是由航空器的滑行时间与单位时间油耗决定的，门控时间是由离场航空器推出停机位时间和航空器准备好时间决定的，跑道排队时间是由跑道入口处等待的航空器数量和安全放行间隔决定的；
根据目标函数的值对当前种群进行非支配分层排序，并将位于第一层的非支配解存储到解集M中；非支配解是指：支配某一个体的其他个体的数量为0的个体所对应的推出时刻；
在当前种群达到预设迭代次数时，将所述解集M中的个体所对应的航空器作为待优化航空器，并输出所述待优化航空器的推出时刻。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取模块，还用于在当前种群达到预设变换次数之前，对对所述当前种群进行复制、交叉、变异操作，得到中间种群，随机生成所述中间种群中个体的开始时间；根据所述中间种群中个体的开始时间，生成机场场面上航空器的中间规划策略，并根据所述中间规划策略计算目标函数的值；
对所述中间种群进行非支配分层排序，并将位于第一层的非支配解存储到解集M中；
获取所述解集M中的个体的拥挤度，并根据所述拥挤度选取若干个个体构成新种群，将所述新种群作为当前种群，令当前种群的迭代次数的值自增1。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定模块，具体用于：
获取机场场面布局节点图，所述机场场面布局节点图是指将机场场面上的控制点位置用节点表示，将连接节点的滑行道、跑道、滑行路线用链路表示的地图；
确定所述待优化航空器在机场场面布局节点图的初始节点，将所述初始节点作为当前节点；所述初始节点是指：离港航空器的停机位，或者进港航空器的快速脱离道位置；
确定所述当前节点不是目标节点时，获取当前节点到邻节点的评价函数值G，并将评价函数值G最小的邻节点作为当前节点；所述邻节点是指与当前节点相邻的节点，包括：跑道出口、跑道入口、滑行道交叉口、进场航空器的停机位、离场航空器的跑道出口；评价函数值G是通过邻节点到当前节点的欧式距离除以航空器的滑行速度计算得到的；
确定所述当前节点为目标节点时，生成初始节点到所述目标节点的运动路径，将所述运动路径作为所述待优化航空器的初始运动路径，所述目标节点是指进场航空器的停机位，或者离场航空器的跑道出口。
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