CN112070291A - 一种基于航班正常性的tsat时刻优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出的一种基于航班正常性的TSAT时刻优化方法，包统计预设时间长度的未来时间段内计划起飞的航班并存入预设的tsat计算池；以跑道为单位，针对目标跑道设置目标起始时间t0；并结合目标起始时间t0和当前跑道放行能力gap统计目标跑道的可用放行时间节点；从可用放行时间节点中为tsat计算池中的航班分配预计放行时间节点；对于tsat计算池内的所有航班，基于预计放行时间节点计算目标发车时间tsat。本发明基于航班正常性和跑道头积压情况自动计算TSAT时刻，通过tsat时刻的优化调度，考虑到地面保障，使得地面资源效率提高，TSAT时刻可执行程度高；减少了航空器跑道头排队等待时间，降低碳排放；有利于提升航班正常性，减少跑道头航空器等待架次。

Description

一种基于航班正常性的TSAT时刻优化方法

技术领域

本发明涉及航班管理技术领域，尤其涉及一种基于航班正常性的TSAT时刻优化方法。

背景技术

TSAT，即目标许可开车时间，在航班放行环节中，相当于明确了保障结束、一切准备就绪可随时推出的时间；合理的TSAT时间可保证航班能按时赶上空管的放行时间，为地面滑行和推车资源的调度提供有力的依据。

既有的TSAT时间一般由空管CDM系统发布，大多数根据CTOT(即空管发布的计算起飞时间)时间结合机场的固定滑行时间倒推生成。

既有的TSAT计算，一方面并未考虑机场航班的实际保障情况和场面航空器情况，会导致航班不能按时执行TSAT或推出后造成场面拥堵、跑道头等待，造成碳排放的增加；另一方面，对于部分机场不参照CTOT放行的航班，若按照TSAT保障航班，易造成航班延误、正常性降低。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于航班正常性的TSAT时刻优化方法。

本发明提出的一种基于航班正常性的TSAT时刻优化方法，包括以下步骤：

S1、统计预设时间长度的未来时间段内计划起飞的航班并存入预设的tsat计算池；

S2、以跑道为单位，针对目标跑道设置目标起始时间t0；并结合目标起始时间t0和当前跑道放行能力gap统计目标跑道的可用放行时间节点；

S3、从可用放行时间节点中为tsat计算池中的受限航班分配预计放行时间节点；

S4、从剩余的可用放行时间节点中为tsat计算池中已经发布tsat且没有分配预计放行时间节点的航班分配预计放行时间节点；

S5、从剩余的可用放行时间节点中为tsat计算池中未分配预计放行时间节点slot的航班分配预计放行时间节点；

S6、对于tsat计算池内的所有航班，基于预计放行时间节点计算目标发车时间tsat。

优选的，步骤S6中，根据以下公式计算tsat计算池内所有航班的目标发车时间tsat：tsat＝slot-vtt-N1×gap；其中，slot为预计放行时间，vtt为可变滑行时间，N1为允许跑道头最大等待架次；gap为当前跑道放行能力，具体表现为跑道上相邻两航班的发车时间间隔。

优选的，步骤S1具体为：根据预设筛选模型筛选航班并加入tsat计算池，筛选模型为：

tobt≤T_now+T1；其中，tobt为目标撤轮档时间，T_now表示当前时间，T1为预设时间常数，T1≥45min。

优选的，步骤S2中，目标起始时间t0的设置方法为：获取目标跑道上最近一个起飞航班的起飞时间t′，如果t′+N3＞T_now且t′＜T_now，则t0＝t′；如果t′+N3≤T_now或t′≥T_now，则t0＝T_now；其中，N3为预设的允许放行误差，T_now表示当前时间。

优选的，步骤S2中，目标跑道的可用放行时间节点的计算公式为：

sltts_r_i＝t0+(i-1)×gap；其中，slots_r_i表示第i个可用放行时间节点，1≤i≤n，n表示统计时间段上跑道的最大放行架次。

优选的，步骤S3具体为：从tsat计算池中删除ctot＜t0的受限航班；对于剩余的受限航班，从可用放行时间节点中选择与其ctot最接近的作为其对应的预计放行时间节点。

优选的，步骤S4具体为：针对tsat计算池中已经发布tsat且没有分配预计放行时间节点slot的各航班，首先计算评估值，评估值＝asat+vtt+N1×gap；然后从剩余的可用放行时间节点中选择最小值slots_r_min作为参照值，再根据评估值与参照值的对比结果，从参照值和剩余的可用放行时间节点中最接近评估值且不小于评估值的可用放行时间节点选择航班的预计放行时间节点。

优选的，步骤S4中，针对tsat计算池中已经发布tsat且没有分配预计放行时间节点slot的各航班当asat+vtt+N1×gap＜slots_r_min，则选择剩余的可用放行时间节点中的最小值slots_r_min作为计算目标的预计放行时间；

当asat+vtt+N1×gap≥slots_r_min，则从剩余的可用放行时间节点中最接近评估值且不小于评估值的可用放行时间节点作为航班的预计放行时间节点。

优选的，步骤S5中，以tsat计算池中未分配预计放行时间节点slot的航班作为计算目标，首先获取各计算目标的理论放行时间slot_list，然后针对各计算目标，从剩余的可用放行时间节点中选择与理论放行时间slot_lis最接近的值作为计算目标的预计放行时间。

优选的，步骤S5中，获得的各计算目标的预计放行时间，还通过以下预设规则进行优化：

(1)slot-vtt-N1×gap＞＝tobt；

(2)ctot＜slot_y+T2；

(3)任意放行正常和起飞正常的航班优化后仍保持放行正常和起飞正常；

其中，slot_y表示步骤S5中各计算目标未优化前的预计放行时间，T2为预设时间常数，且T2≥30min。

本发明提出的一种基于航班正常性的TSAT时刻优化方法，对于tsat计算池中的航班，根据受限航班优先、已经发布tsat次之、剩余航班最后的顺序分配预计放行时间节点，充分考虑到了可用放行时间节点的分配裕度，保证了可用放行时间节点分配的合理性和有效性。本发明中，根据预计放行时间重新计算tsat值，实现了对统一跑道上所有可发车航班的tsat值的统一调配，有利于保证航班的正常发车，降低延误概率。

本发明基于航班正常性和跑道头积压情况自动计算TSAT时刻，通过tsat时刻的优化调度，考虑到地面保障，使得地面资源效率提高，TSAT时刻可执行程度高；减少了航空器跑道头排队等待时间，降低碳排放；有利于提升航班正常性，减少跑道头航空器等待架次。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于航班正常性的TSAT时刻优化方法流程图。

具体实施方式

名词解释：

N1：跑道头预排队数量，即允许跑道头最大等待架次；

N2：提前撤轮档目标量，即允许TOBT提前执行量；

N3：允许放行误差，即允许放行时刻前后误差；

caps：跑道起飞间隔，单跑道每半小时的起飞架次；

gap，当前跑道放行能力；

ctot，计算起飞时间；

asat，实际许可开车时间；

tobt，目标撤轮档时间；

eobt，预计撤轮档时间；

slot，放行时隙；

dobt，修正离港时间；

tsat，目标许可发车时间；

vtt，可变滑行时间。

参照图1，本发明提出的一种基于航班正常性的TSAT时刻优化方法，包括以下步骤。

S1、统计预设时间长度的未来时间段内计划起飞的航班并存入预设的tsat计算池。

具体的，本实施方式中，可具体参照预计目标撤轮档时间tobt选择存入tsat计算池的航班。具体的，本实施方式中，根据预设筛选模型筛选航班并加入tsat计算池，筛选模型为：tobt≤T_now+T1；其中，tobt为目标撤轮档时间，T_now表示当前时间，T1为预设时间常数，。

本实施方式中，通过tsat计算池的设T1≥45min置，实现了对需要计算tsat时间的航班的统计和更新，有利于保证航班规划的时效性。

S2、以跑道为单位，针对目标跑道设置目标起始时间t0；并结合目标起始时间t0和当前跑道放行能力gap统计目标跑道的可用放行时间节点。

具体的，本步骤中，当前跑道放行能力gap具体表示跑道上相邻两航班的最小发车时间差值。本实施方式中，以跑道为单位统计可用放行时间节点，进一步提高了放行时间分配的合理性。

具体的，本步骤中，以目标跑道上最近一个起飞航班的起飞时间记作t′。如果t′+N3＞T_now且t′＜T_now，则t0＝t′；如果t′+N3≤T_now或t′≥T_now，则t0＝T_now；其中，N3为预设的允许放行误差，T_now表示当前时间。

本步骤中，各跑道的可用放行时间节点的计算公式为：

slots_r_i＝t0+(i-1)×gap；其中，slots_r_i表示第i个可用放行时间节点，1≤i≤n，n表示统计时间段上跑道的最大放行架次。

S3、从可用放行时间节点中为tsat计算池中的受限航班分配预计放行时间节点。具体的，本步骤具体实施时，首先从tsat计算池中删除ctot＜t0的受限航班；对于剩余的受限航班，从可用放行时间节点中选择与其ctot最接近的作为其对应的预计放行时间节点。

本步骤中，通过对受限航班的过滤，避免了可用放行时间节点的无效占用，进一步保证了预计放行时间节点分配的合理性和有序性。

S4、从剩余的可用放行时间节点中为tsat计算池中已经发布tsat且没有分配预计放行时间节点的航班分配预计放行时间节点。

具体的，本步骤中，针对tsat计算池中已经发布tsat且没有分配预计放行时间节点slot的各航班，首先计算评估值，评估值＝asat+vtt+N1×gap；然后从剩余的可用放行时间节点中选择最小值slots_r_min作为参照值，再根据评估值与参照值的对比结果，从参照值和剩余的可用放行时间节点中最接近评估值且不小于评估值的可用放行时间节点选择航班的预计放行时间节点。

S5、从剩余的可用放行时间节点中为tsat计算池中未分配预计放行时间节点slot的航班分配预计放行时间节点。

如此，本步骤中，对于tsat计算池中的航班，根据受限航班优先、已经发布tsat次之、剩余航班最后的顺序分配预计放行时间节点，充分考虑到了可用放行时间节点的分配裕度，保证了可用放行时间节点分配的合理性和有效性。

S6、对于tsat计算池内的所有航班，基于预计放行时间节点计算目标发车时间tsat。如此，本实施方式中，根据预计放行时间重新计算tsat值，实现了对统一跑道上所有可发车航班的tsat值的统一调配，有利于保证航班的正常发车，降低延误概率。

具体的，本步骤S6中，根据以下公式计算tsat计算池内所有航班的目标发车时间tsat：tsat＝slot-vtt-N1×gap；其中，slot为预计放行时间，vtt为可变滑行时间，N1为允许跑道头最大等待架次；gap为当前跑道放行能力，具体表现为跑道上相邻两航班的发车时间间隔。

以下，结合具体的实施例，对本发明做进一步解释。

实施例1

第一步、获取该机场的跑道放行能力表CAPS、跑道头预排队数量N1、提前撤轮挡目标量N2、放行误差N3和VTT表。

第二步、读取当天的航班信息，建立tsat计算池和dobt计算池，表示为：

[tobt≤T_now+45min]∈tsat计算池。

即，将tobt存在且小于等于当前时刻+45min的航班放入tsat计算池，将eobt小于等于当前时刻+90min且tobt大于当前时刻+45min的航班以及tsat计算池内的所有航班放入dobt计算池中。

第三步、以跑道为单位，对同一跑道上的航班进行统一调整。针对目标跑道设置目标起始时间t0。

具体的，本步骤中，首先，获取目标跑道上最近一个起飞航班的起飞时间t′，如果t′+N3＞T_now且t′＜T_now，则t0＝t′；如果t′+N3≤T_now或t′≥T_now，则t0＝T_now。

第四步、计算当前跑道放行能力gap。具体的，本步骤中，读取当前半小时时段跑道的出港预设，将其转化为航班间隔，精确到半分钟。即，gap表示为跑道上相邻航班之间的起飞时间间隔或者发车时间间隔。

第五步、统计可用放行时间节点，可用放行时间节点的计算公式为：

slots_r_i＝t0+(i-1)×gap；其中，slots_r_i表示第i个可用放行时间节点，1≤i≤n，n表示统计时间段上跑道的最大放行架次。

第六步、从tsat计算池中删除ctot＜t0的受限航班；对于剩余的受限航班，从可用放行时间节点slots_r中选择与其ctot最接近的作为对应的预计放行时间节点slot，并将已经分配给受限航班的可用放行时间节点slots_r删除；

第七步、从tsat计算池中统计已经发布tsat且没有分配预计放行时间节点slot的航班作为计算目标。

对于计算目标，当asat+vtt+N1×gap小于剩余可用放行时间节点slots_r中的最小值，即asat+vtt+N1×gap＜slots_r_min，则选择可用放行时间节点slots_r中的最小值作为计算目标的预计放行时间slot，并将作为预计放行时间slot的可用放行时间节点slots_r删除；

当asat+vtt+N1×gap大于或等于剩余可用放行时间节点slots_r中的最小值，即asat+vtt+N1×gap≥slots_r_min，则从剩余可用放行时间节点slots_r中选择最接近asat+vtt+N1×gap且不小于asat+vtt+N1×gap的值作为计算目标的预计放行时间slot，并将作为预计放行时间slot的可用放行时间节点slots_r删除。

第八步、以tsat计算池中未分配预计放行时间节点slot的航班作为计算目标，计算各计算目标的理论放行时间slot_list＝tobt+N1×gap+vtt；并从剩余的可用放行时间节点slots_r中选择与各计算目标的理论放行时间slot_lis最接近的值作为计算目标的预计放行时间slot，然后将作为预计放行时间slot的可用放行时间节点slots_r删除。

第九步、对于tsat计算池内的所有航班，tsat＝slot-vtt-N1×gap。

实施例2

针对实施例1中第八步中获得的各计算目标的预计放行时间slot，根据以下规则进行优化：

(1)slot-vtt-N1×gap＞＝tobt；

(2)ctot＜slot_y+30min；

(3)任意放行正常和起飞正常的航班优化后仍保持放行正常和起飞正常；

其中，slot_y表示步骤S5中各计算目标未优化前的预计放行时间。

以上所述，仅为本发明涉及的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于航班正常性的TSAT时刻优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、统计预设时间长度的未来时间段内计划起飞的航班并存入预设的tsat计算池；

S2、以跑道为单位，针对目标跑道设置目标起始时间t0；并结合目标起始时间t0和当前跑道放行能力gap统计目标跑道的可用放行时间节点；

S3、从可用放行时间节点中为tsat计算池中的受限航班分配预计放行时间节点；

S4、从剩余的可用放行时间节点中为tsat计算池中已经发布tsat且没有分配预计放行时间节点的航班分配预计放行时间节点；

S5、从剩余的可用放行时间节点中为tsat计算池中未分配预计放行时间节点slot的航班分配预计放行时间节点；

S6、对于tsat计算池内的所有航班，基于预计放行时间节点计算目标发车时间tsat。

2.如权利要求1所述的基于航班正常性的TSAT时刻优化方法，其特征在于，步骤S6中，根据以下公式计算tsat计算池内所有航班的目标发车时间tsat：tsat＝slot-vtt-N1×gap；其中，slot为预计放行时间，vtt为可变滑行时间，N1为允许跑道头最大等待架次；gap为当前跑道放行能力，具体表现为跑道上相邻两航班的发车时间间隔。

3.如权利要求1所述的基于航班正常性的TSAT时刻优化方法，其特征在于，步骤S1具体为：根据预设筛选模型筛选航班并加入tsat计算池，筛选模型为：

tobt≤T_now+T1；其中，tobt为目标撤轮档时间，T_now表示当前时间，T1为预设时间常数，T1≥45min。

4.如权利要求1所述的基于航班正常性的TSAT时刻优化方法，其特征在于，步骤S2中，目标起始时间t0的设置方法为：获取目标跑道上最近一个起飞航班的起飞时间t'，如果t'+N3＞T_now且t'＜T_now，则t0＝t'；如果t'+N3≤T_now或t'≥T_now，则t0＝T_now；其中，N3为预设的允许放行误差，T_now表示当前时间。

5.如权利要求4所述的基于航班正常性的TSAT时刻优化方法，其特征在于，步骤S2中，目标跑道的可用放行时间节点的计算公式为：

slots_r_i＝t0+(i-1)×gap；其中，slots_r_i表示第i个可用放行时间节点，1≤i≤n，n表示统计时间段上跑道的最大放行架次。

6.如权利要求1所述的基于航班正常性的TSAT时刻优化方法，其特征在于，步骤S3具体为：从tsat计算池中删除ctot<t0的受限航班；对于剩余的受限航班，从可用放行时间节点中选择与其ctot最接近的作为其对应的预计放行时间节点。

7.如权利要求1所述的基于航班正常性的TSAT时刻优化方法，其特征在于，步骤S4具体为：针对tsat计算池中已经发布tsat且没有分配预计放行时间节点slot的各航班，首先计算评估值，评估值＝asat+vtt+N1×gap；然后从剩余的可用放行时间节点中选择最小值slots_r_min作为参照值，再根据评估值与参照值的对比结果，从参照值和剩余的可用放行时间节点中最接近评估值且不小于评估值的可用放行时间节点选择航班的预计放行时间节点。

8.如权利要求7所述的基于航班正常性的TSAT时刻优化方法，其特征在于，步骤S4中，针对tsat计算池中已经发布tsat且没有分配预计放行时间节点slot的各航班当asat+vtt+N1×gap＜slots_r_min，则选择剩余的可用放行时间节点中的最小值slots_r_min作为计算目标的预计放行时间；

当asat+vtt+N1×gap≥slots_r_min，则从剩余的可用放行时间节点中最接近评估值且不小于评估值的可用放行时间节点作为航班的预计放行时间节点。

9.如权利要求1所述的基于航班正常性的TSAT时刻优化方法，其特征在于，步骤S5中，以tsat计算池中未分配预计放行时间节点slot的航班作为计算目标，首先获取各计算目标的理论放行时间slot_list，然后针对各计算目标，从剩余的可用放行时间节点中选择与理论放行时间slot_lis最接近的值作为计算目标的预计放行时间。

10.如权利要求9所述的基于航班正常性的TSAT时刻优化方法，其特征在于，步骤S5中，获得的各计算目标的预计放行时间，还通过以下预设规则进行优化：

(1)slot-vtt-N1×gap>＝tobt；

(2)ctot<slot_y+T2；

(3)任意放行正常和起飞正常的航班优化后仍保持放行正常和起飞正常；

其中，slot_y表示步骤S5中各计算目标未优化前的预计放行时间，T2为预设时间常数，且T2≥30min。

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