扇区边界的航班流量控制方法及计算机存储介质技术

本发明专利技术公开了一种扇区边界的航班流量控制方法及计算机存储介质，方法包括：根据各航班预计到达扇区时间的先后顺序以及所经过的扇区走廊口，对扇区的每个走廊口生成对应的航班序列，然后对每个走廊口的航班序列进行优化，在不超过扇区容量值的前提下，控制各个走廊口在每一时段内进入扇区的航班量，生成使航班延误代价最小的最优流控策略，最后，按照最优流控策略，对每一个走廊口在一时段内的进场航班总量以及航班的最小尾随间隔进行控制。本发明专利技术在扇区受恶劣天气、重大任务或其他突发事件影响导致容量下降时，能够使航班延误代价最小，从而为航班提供安全、高效、科学的进场方案，提高扇区容量资源利用效率。

Flight Flow Control Method and Computer Storage Media for Sector Boundary

【技术实现步骤摘要】
扇区边界的航班流量控制方法及计算机存储介质
本专利技术涉及一种航班流量控制方法及计算机存储介质，特别是涉及一种扇区边界的航班流量控制方法及计算机存储介质。
技术介绍
随着航空运输业的快速增长，我国受限的空域资源条件与快速增长的航班飞行流量需求之间的矛盾日益突出，特别地，当某一空域单元受到恶劣天气、重大活动影响，空域容量动态变化导致空中交通流量和容量失衡，带来空域拥堵和航班延误问题，民航运输效率和服务质量面临严峻挑战。为使恶劣天气影响下的交通量需求和容量达到平衡，流量管理单位通常会在扇区边界制定最小航班尾随间隔的流量管理方案，对各个走廊口的进场航班量和航班进场间隔进行控制，以此达到扇区的容流平衡。当前实际工程应用中，大多是采用等比例策略或者基于各个走廊口的航班流量需求来确定各个走廊口的进场航班量，该类方法比较简单、易于实现，但流量控制策略没有综合考虑各个走廊口的航班公司延误成本和乘客延迟成本等多方利益因素，因此带来了扇区容量分配的不公平性，增加了航班延迟成本。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术要解决的技术问题是提供一种扇区边界的航班流量控制方法及计算机存储介质，解决了当前流量控制方法中航班延迟成本较大的缺陷，针对扇区受恶劣天气、重大任务或其他突发事件影响导致容量下降等情况，生成使航班延误代价最小的最优流控策略。技术方案：本专利技术所述的扇区边界的航班流量控制方法，包括以下步骤：(1)根据各进场航班预计到达扇区时间的先后顺序以及所经过的扇区走廊口信息，对扇区的各个走廊口CORi生成对应的进场航班序列，所述各进场航班为超过时间tb到达扇区的航班，其中，tb为由于外部因素影响扇区容量值开始下降的时间，i＝1...m，m为走廊口的数量；(2)制定最优流控策略，所述最优流控策略为进入扇区的航班量小于的前提下，控制各个走廊口CORi在TPt内进入扇区的最优航班量以及航班间的最小尾随间隔其中，T为tb后产生影响的时段数，TPt为每一时段的长度，为每一时段对应的扇区容量值，t＝1...T；(3)根据步骤(2)所述的最优流控策略，对各个走廊口CORi在tb后的进场航班总量以及航班的最小尾随间隔进行控制。进一步的，步骤(2)中制定最优流控策略具体为：(21)采用动态规划算法将总扇区容量值分配到扇区的各个走廊口，确定各个走廊口CORi在在T个时段内的总进场航班量(22)采用0-1组合算法将总进场航班量分配到T个时段，形成分配方案候选集合CSi，CSi中每一种候选分配方案soli,g∈CSi表示各个走廊口CORi在每一时段TPt内进入扇区的航班量，g＝1...|CSi|；(23)从分配方案候选集合CSi中选择最优分配方案soli，g∈CSi，使总的航班延误代价最小，以此确定各个走廊口CORi在时段TPt内进入扇区的最优航班量进一步的，步骤(22)中将总进场航班量分配到T个时段的具体步骤为：(221)从个空隙中选取T-1个空隙插入挡板，将个1划分到T个不同集合，每个集合中1的个数即为对应的进场航班量；(222)将个1组成的序列记为seq；(223)建立长度为的数组index[]，其下标表示为0到数组元素index[a]的值为1表示在序列seq的第a个1后面放置一挡板，特别地，index[0]＝1表示在序列seq的第1个数字为1的位置之前放置一挡板；数组元素index[a]的值为0时，则不放置；(224)将数组的前T-1个元素置为1，其余元素置为0，生成一种候选分配方案进入CSi；(225)从左到右扫描数组元素值的“1-0”组合，找到第一个“1-0”组合后将其变为“0-1”组合，生成一种候选分配方案进入CSi；(226)将第一个“1-0”组合的左边所有“1”全部移动到数组的最左端；(227)重复执行步骤(225)和步骤(226)，直到无法找到“1-0”组合，得到CSi。进一步的，步骤(23)具体为：(231)建立方案搜索树Ts，树根υs为一虚拟节点，节点υi，g∈V(Ts)表示一种候选分配方案soli，g，i＝1...m，g＝1...|CSi|，方案搜索树Ts的边包含两类：树根υs到走廊口COR1的候选分配方案节点，即(υs，υ1，g)∈E(Ts)，以及两相邻不同走廊口的候选方案之间，即(υi，g，υi+1，g)∈E(Ts)；(232)定义当前节点υcur，并初始化υcur＝υs，即将树根节点υs作为起始节点开始遍历；(233)沿当前节点υcur的边继续搜索下一个节点υnxt，判断节点υnxt是否满足约束条件1和2，约束条件1为节点υnxt必须是未访问过的节点，约束条件2为节点υnxt所对应的分配方案必须满足扇区的容量限制，即(234)如果满足约束条件1和2，则更新变量υcur的值，即υcur＝υnxt，然后继续执行步骤(233)，直到叶子节点，并计算从树根节点到叶子节点这一路径所对应的航班延误代价，保存具有最小航班延误代价的路径；(235)如果不满足约束条件1或2，则回溯退回上一节点，即节点υcur，然后再遍历节点υcur的其它邻接节点，继续搜索。本专利技术所述的计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被计算机处理器执行时实现所述扇区边界的航班流量控制方法。有益效果：本专利技术根据各航班预计到达扇区时间的先后顺序以及所经过的扇区走廊口，对扇区的每个走廊口生成对应的航班序列，然后对每个走廊口的航班序列进行优化，在不超过扇区容量值的前提下，控制各个走廊口在每一时段内进入扇区的航班量，生成使航班延误代价最小的最优流控策略，从而为航班提供安全、高效、科学的进场方案，提高扇区容量资源利用效率。附图说明图1是本专利技术实施方式的方法流程图；图2是本专利技术实施方式的0-1组合算法示意图；图3是本专利技术实施方式的搜索树示意图。具体实施方式本专利技术实施方式的方法流程如图1所示，包括以下步骤：步骤1、信息的获取，包括扇区在正常运行下的容量值Kn、走廊口的数量m、每个走廊口CORi在正常运行下的容量值以及恶劣天气开始影响扇区的时间tb、影响的时段数T以及T个时段所对应的扇区容量值步骤2、根据各进场航班预计到达扇区时间的先后顺序以及所经过的扇区走廊口信息，对扇区的每个走廊口生成对应的进场航班序列，所述各进场航班为超过时间tb到达扇区的航班；步骤3、对所述扇区每个走廊口的进场航班进行总量控制，得到最优流控策略，所述最优流控策略为在不超过扇区容量值的前提下，控制各个走廊口CORi，i＝1...m在受恶劣天气影响的每一时段TPt，t＝1...T内进入扇区的最优航班量以及航班间的最小尾随间隔使得航班延误代价最小的流控策略；最优流控策略具体生成步骤为：步骤3.1、采用动态规划算法将T个时段总的扇区容量值分配到扇区的m个走廊口，确定每个走廊口CORi，i＝1...m在T个时段内的总进场航班量具体实施使用了申请号为201910210567.4的专利技术专利申请所述的方法。步骤3.2、针对扇区每一走廊口CORi，i＝1...m，采用0-1组合算法将总进场航班量分配到T个时段，其对应的分配方案候选集合记为CSi，i＝1...m，其中每一种候选分配方案soli，g∈CSi，g＝1...|CSi|表示走廊口CORi在每一时段TPt，t＝1...T内进入扇区的航班量。所述步骤3.2中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扇区边界的航班流量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据各进场航班预计到达扇区时间的先后顺序以及所经过的扇区走廊口信息，对扇区的各个走廊口CORi生成对应的进场航班序列，所述各进场航班为超过时间tb到达扇区的航班，其中，tb为由于外部因素影响扇区容量值开始下降的时间，i＝1...m，m为走廊口的数量；(2)制定最优流控策略，所述最优流控策略为进入扇区的航班量小于

【技术特征摘要】
1.一种扇区边界的航班流量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据各进场航班预计到达扇区时间的先后顺序以及所经过的扇区走廊口信息，对扇区的各个走廊口CORi生成对应的进场航班序列，所述各进场航班为超过时间tb到达扇区的航班，其中，tb为由于外部因素影响扇区容量值开始下降的时间，i＝1...m，m为走廊口的数量；(2)制定最优流控策略，所述最优流控策略为进入扇区的航班量小于的前提下，控制各个走廊口CORi在TPt内进入扇区的最优航班量以及航班间的最小尾随间隔其中，T为tb后产生影响的时段数，TPt为每一时段的长度，为每一时段对应的扇区容量值，t＝1...T；(3)根据步骤(2)所述的最优流控策略，对各个走廊口CORi在tb后的进场航班总量以及航班的最小尾随间隔进行控制。2.根据权利要求1所述的扇区边界的航班流量控制方法，其特征在于，步骤(2)中制定最优流控策略具体为：(21)采用动态规划算法将总扇区容量值分配到扇区的各个走廊口，确定各个走廊口CORi在在于个时段内的总进场航班量(22)采用0-1组合算法将总进场航班量分配到T个时段，形成分配方案候选集合CSi，CSi中每一种候选分配方案soli，g∈CSi表示各个走廊口CORi在每一时段TPt内进入扇区的航班量，g＝1...|CSi|；(23)从分配方案候选集合CSi中选择最优分配方案soli，g∈CSi，使总的航班延误代价最小，以此确定各个走廊口CORi在时段TPt内进入扇区的最优航班量3.根据权利要求2所述的扇区边界的航班流量控制方法，其特征在于，步骤(22)中将总进场航班量分配到T个时段的具体步骤为：(221)从个空隙中选取T-1个空隙插入挡板，将个1划分到T个不同集合，每个集合中1的个数即为对应的进场航班量；(222)将个1组成的序列记为seq；(223)建立长度为的数组index[]，其下标表示为0到数组元素index[a]的值为1表示在序列seq的第a个1后面放置一挡板，特别地，ind...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄敬雷，徐秋程，严勇杰，田靖，袁德砦，王煊，黄吉波，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十八研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32