CN114898598B - 基于起飞机场优先级的机场群航班延误估计方法 - Google Patents

基于起飞机场优先级的机场群航班延误估计方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114898598B
CN114898598B CN202210402872.5A CN202210402872A CN114898598B CN 114898598 B CN114898598 B CN 114898598B CN 202210402872 A CN202210402872 A CN 202210402872A CN 114898598 B CN114898598 B CN 114898598B
Authority
CN
China
Prior art keywords
time
airport
flight
queue
flights
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210402872.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114898598A (zh
Inventor
王艳军
赵希凡
王子明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Original Assignee
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Aeronautics and Astronautics filed Critical Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority to CN202210402872.5A priority Critical patent/CN114898598B/zh
Publication of CN114898598A publication Critical patent/CN114898598A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114898598B publication Critical patent/CN114898598B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/003—Flight plan management
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0073—Surveillance aids
    • G08G5/0082—Surveillance aids for monitoring traffic from a ground station
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

本发明公开了基于起飞机场优先级的机场群航班延误估计方法。包括：首先建立机场群网络模型，计算航班在机场、航路点等各服务器处发生的延误，然后根据出发机场的繁忙程度确定优先规则，在航路点处排队的航班按照优先规则重新排序等待服务，对比航路点服务器处前后延误大小以及对不同机场出发航班的延误影响。本发明可以改善繁忙机场的运行减小其延迟，更有利于航班在后续路程中的运行，一定程度上加快繁忙机场的航班流通效率，改善空中交通网络运行效果。

Description

基于起飞机场优先级的机场群航班延误估计方法
技术领域
本发明属于航空运输技术，特别涉及基于空中交通网络节点服务器的优先排队方法，即基于起飞机场优先级的机场群航班延误估计方法。
背景技术
随着民航出行需求逐渐增大空中交通流量的随之上升，导致在机场和部分空域出现供需不平衡，尤其是航班在空域发生拥堵对整个空域网络运行的安全性造成影响且不利于管制员的调度。
机场群运行问题一直是当前研究的重点，尤其是临近机场之间对彼此的进离场航班都会产生影响，且当离场航班的轨迹相近时可能会存在冲突，造成在经过同一航路点时产生拥堵，在繁忙机场和繁忙航路点中航班之间相互影响更明显，因此公用航路点的资源分配也是当前研究重点。在机场群系统中不同机场出发的航班在飞行过程中的交互作用就体现在公用航路点上。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供基于起飞机场优先级的机场群航班延误估计方法。主要考虑了航班在航路点中的排队顺序，针对不同类型的航班重新排序，提高网络运行效益。
技术方案：本发明所述的基于起飞机场优先级的机场群航班延误估计方法，包括如下步骤：
步骤1：根据排队理论建立空中交通网络，计算航班在各服务系统中的延误时长
步骤2：在指定的航路点服务系统中设定优先规则并结合先到先服务原则，对到达航班顺序重新排列依次服务通过指定航路点。
步骤3：计算重新排序后的航班在航路点服务器处的延误时间，得出不同机场途经该航路点航班的平均延误和航路点的本地平均延误，对比初始延误时间评估模型效果。
进一步的，所述步骤1中依据排队理论建立好空中交通网络，该网络模型节点由研究范围内的机场和航路点构成，并将各节点作为独立的服务系统，计算得出航班在各服务器处的延误时间，所得数据有出发机场名称、航班进入机场队列的时间、离开机场队列的时间、计划途经航路点、从机场到指定航路点的自由飞行时间、航班进入航路点队列的时间、航班离开航路点队列的时间共8个属性。
进一步的，所述步骤1中具体计算方法如下：按照每五分钟为一个时间间隔确定各服务器的服务效率，对于机场服务器将航班计划离场时间作为进入队列时间，服务完成时间作为离开队列时间，则有延误时间即为进出队列的差值，在离开队列时间的基础上经过一段时间自由飞行时间到达航路点服务器，则离开队列时间加上自由飞行时间作为进入航路点队列的时间，服务完成时间作为离开队列时间，同样进出队列的时间之差作为航班在航路点服务器中的延误时间。
进一步的，所述步骤1中计算所得数据有出发机场名称、计划途经航路点、从机场到指定航路点的自由飞行时间、航班进入航路点队列的时间、航班离开航路点队列的时间、航班在机场的延误时间、航班在航路点的延误时间共7个属性。
进一步的，所述步骤2中优先规则的具体设定方式为：首先按照机场的繁忙程度和规模大小对各机场进行等级划分，规模最大繁忙程度最高的出发机场航班优先等级最高优先服务，设定每架航班最多可向前或向后交换两次位置|indexadjust-indexreal|≤3，且交换后航班在队列中新的位置时间与初始到达时间相差不超过五分钟|tadjust-treal|≤5min。实际计算时统计五分钟内到达航路点的航班并根据其出发机场标记到达航班的等级，按照先到先服务原则得出初始顺序，然后按照设定的优先等级调整到达航班的顺序，在连通网络中依次排队等待服务。
进一步的，所述步骤3具体操作为网络模型计算按照设定的排队规则重新排列所得的队列中各航班进出队列时间，得出在调整了排队顺序后各航班延误时间，统计各机场在指定航路点航班的平均延误及航路点的本地平均延误，结合调整前的排队顺序比较运行结果。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有如下优势：着重研究了当前航班在运行过程中包括地面和飞行过程中可能遇到的拥堵问题，着重对航班在空域中拥堵航路点的排队情况进行调整，提出的优先服务措施可以小范围的优化交通网络同时有效提高繁忙机场运行效率，有益于航班在后续进程中的飞行。
附图说明
图1为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，参照图1，进一步阐明本发明。
本实施例以粤港澳大湾区中广州、深圳、珠海、澳门和惠州机场作为实例机场，建立多机场排队延误估算模型后利用本发明方法计算优化后的航班延误，其具体步骤如下：
步骤1：建立模型，计算初始航班延误
依据排队理论建立好空中交通网络，该网络模型节点由研究范围内的机场和选定的航路点构成，并将各节点作为独立的服务系统，计算得出航班在各服务器处的延误时间，所得数据有出发机场名称、航班进入机场队列的时间、离开机场队列的时间、计划途经航路点、从机场到指定航路点的自由飞行时间、航班进入航路点队列的时间、航班离开航路点队列的时间共8个属性。按照每五分钟为一个时间间隔确定各服务器的服务效率，对于机场服务器将航班计划离场时间作为进入队列时间，服务完成时间作为离开队列时间，得出延误时间即为进出队列的差值，在离开队列时间的基础上进过一段时间自由飞行时间到达航路点服务器，航班在航路点的延误时间计算方式同上。经过计算所得数据有出发机场名称、计划途经航路点、从机场到指定航路点的自由飞行时间、航班进入航路点队列的时间、航班离开航路点队列、航班在机场的延误时间、航班在航路点的延误时间共7个属性。
步骤2：建立优先规则
具体设定方式为：首先按照机场的繁忙程度和规模大小对各机场进行等级划分，规模最大繁忙程度最高的出发机场航班优先等级最高优先服务，在实例中机场的优先级顺序为从高到低依次为广州＝深圳>珠海>澳门>惠州。到达指定航路点的航班服务顺序的调整需要满足以下两点：设定每架航班最多可向前或向后交换两次位置|indexadjust-indexreal|≤3；交换后航班在队列中新的位置时间与初始到达时间相差不超过五分钟|tadjust-treal|≤5min。具体需要统计五分钟内到达航路点的航班并根据其出发机场标记到达航班的等级，首先按照先到先服务原则得出初始顺序，然后按照设定的优先等级调整到达航班的顺序，在连通网络中依次排队等待服务。
步骤3：评估优化效果
通过运行建立的交通网络模型计算按照设定的排队规则重新排列所得的队列中各航班进出队列时间，得出在调整了排队顺序后各航班延误时间，比较单个航班的延误变化，并统计各机场在指定航路点航班的平均延误及航路点的本地平均延误，结合调整前的排队顺序比较运行结果。
本案例实施的运行结果如表1所示，从结果可以看出经过重新排序ZGGG和ZGSZ机场的总延误减小，剩下两个机场的的总延误增加，经过计算各机场在YIN航路点的平均延误和最初值相比相差不大。
表1运行结果对比

Claims (4)

1.一种基于起飞机场优先级的机场群航班延误估计方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：根据排队理论建立空中交通网络，计算航班在各服务系统中的延误时长；
步骤2：在指定的航路点服务系统中设定优先规则并结合先到先服务原则，对到达航班顺序重新排列依次服务通过指定航路点；
步骤3：计算重新排序后的航班在航路点服务器处的延误时间，得出不同机场途经该航路点航班的平均延误和航路点的本地平均延误，对比重新排序后延误时间和初始延误时间评估模型效果；
步骤2中优先规则的设定方式为：
按照机场的繁忙程度和规模大小对各机场进行等级划分，规模最大繁忙程度最高的出发机场航班优先等级最高优先服务，设定每架航班最多可向前或向后交换两次位置，且交换后航班在队列中新的位置时间与初始到达时间相差不超过五分钟，统计五分钟内到达航路点的航班并根据其出发机场标记到达航班的等级，按照先到先服务原则得出初始顺序，然后按照设定的优先等级调整到达航班的顺序，在连通网络中依次排队等待服务；
步骤3具体操作为网络模型计算按照设定的排队规则重新排列所得的队列中各航班进出队列时间，得出在调整了排队顺序后各航班延误情况，计算各机场在指定航路点航班的平均延误及航路点的本地平均延误，结合调整前的排队顺序比较运行结果。
2.根据权利要求1所述的基于起飞机场优先级的机场群航班延误估计方法，其特征在于：基于空中交通网络节点服务器的优先排队方法，步骤1中依据排队理论建立好空中交通网络，该网络模型节点由研究范围内的机场和航路点构成，并将各节点作为独立的服务系统，计算得出航班在各服务器处的延误时间，所得数据有出发机场名称、航班进入机场队列的时间、离开机场队列的时间、计划途经航路点的时间、从机场到指定航路点的自由飞行时间、航班进入航路点队列的时间、航班离开航路点队列的时间共8个属性。
3.根据权利要求2所述的基于起飞机场优先级的机场群航班延误估计方法，其特征在于：基于空中交通网络节点服务器的优先排队方法，步骤1中数据计算方法如下：
按照每五分钟为一个时间间隔确定各服务器的服务效率，对于机场服务器航班计划离场时间作为进入队列时间，服务完成时间作为离开队列时间，则有延误时间即为进出队列的差值，在离开队列时间的基础上进过一段时间自由飞行时间到达航路点服务器，则离开队列时间加上自由飞行时间作为进入航路点队列的时间，服务完成时间作为离开队列时间，同样进出队列的时间只差作为航班在航路点服务器中的延误时间。
4.根据权利要求3所述的基于起飞机场优先级的机场群航班延误估计方法，其特征在于：计算所得数据有出发机场名称、计划途经航路点、从机场到指定航路点的自由飞行时间、航班进入航路点队列的时间、航班离开航路点队列、航班在机场的延误时间、航班在航路点的延误时间共7个属性。
CN202210402872.5A 2022-04-15 2022-04-15 基于起飞机场优先级的机场群航班延误估计方法 Active CN114898598B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210402872.5A CN114898598B (zh) 2022-04-15 2022-04-15 基于起飞机场优先级的机场群航班延误估计方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210402872.5A CN114898598B (zh) 2022-04-15 2022-04-15 基于起飞机场优先级的机场群航班延误估计方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114898598A CN114898598A (zh) 2022-08-12
CN114898598B true CN114898598B (zh) 2024-04-12

Family

ID=82717040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210402872.5A Active CN114898598B (zh) 2022-04-15 2022-04-15 基于起飞机场优先级的机场群航班延误估计方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114898598B (zh)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109711619A (zh) * 2018-12-26 2019-05-03 南京航空航天大学 考虑空地运行限制的多机场战略航班时刻协同优化方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007015945A1 (de) * 2006-11-24 2008-06-12 Fraport Ag Frankfurt Airport Services Worldwide Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Luftverkehrsabwicklung an einem Flughafen

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109711619A (zh) * 2018-12-26 2019-05-03 南京航空航天大学 考虑空地运行限制的多机场战略航班时刻协同优化方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
多机场终端区进场航班排序模型研究;张妍等;《航空计算技术》;20130525(第03期);全文 *
机场群共用航路点的航班排序模型及算法;王莉莉等;《交通信息与安全》;20211031(第5期);第93-99页 *
航班延误优化模型及算法;韩晓晨等;《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》;20170515(第05期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114898598A (zh) 2022-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111160770B (zh) 一种进场航班动态协同排序方法
CN109584638B (zh) 一种面向区域网络的先期航班时刻协同优化方法
CN109711619B (zh) 考虑空地运行限制的多机场战略航班时刻协同优化方法
Chandran et al. A dynamic programming algorithm for robust runway scheduling
US7706968B2 (en) System and method for characterizing traffic behavior at an airport
Zhang et al. A hierarchical flight planning framework for air traffic management
CN111401601B (zh) 一种面向延误传播的航班起降时间预测方法
US20100063716A1 (en) Method and device for the control of air traffic management at an airport
CN114664119B (zh) 一种航班跑道排序与优化调度方法
CN104299454B (zh) 一种恶劣天气下多机场协同放行系统航班排序方法
JP2004526258A (ja) 空港への航空機到着を最適化するスケジュールに基づく管理システム
CN109741638B (zh) 一种进离场管理系统一体化协同运行方法
CN110428665B (zh) 一种航路与机场时隙协同分配的随机双层规划方法
CN109376918B (zh) 一种基于交通量的空中管型高速航路网络布局方法
CN105809280A (zh) 一种机场容量需求预测方法
US20120173131A1 (en) Airport Demand Management Method
CN109544000A (zh) 面向航班正常性的航空公司排班计划优化方法和系统
CN110991913B (zh) 繁忙机场高峰时间拥堵风险分析方法
CN114898598B (zh) 基于起飞机场优先级的机场群航班延误估计方法
CN109087219B (zh) 一种旅游云计算系统及方法、终端
CN113205707A (zh) 一种航班流量时隙全局优化调度方法
CN115310731B (zh) 航班进离场调度方法、系统、装置
JP2006523874A (ja) 着陸する航空機を順序付けるための方法
CN114881405B (zh) 一种基于高峰需求的机场时刻公平性计算方法
CN112509382B (zh) 一种分析航班延误传播规律的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant