一种客运飞机的配平装载方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术主要涉及客运飞机的配平装载方法，包括以下步骤：获取机型数据，所述机型数据包括原始重心包线、客舱布局、货舱布局；在所述原始重心包线范围内，预设标准重心数据；确定旅客人数和货物数量，基于所述客舱布局和货舱布局，以重心偏差最小为目标，建立飞机配载整数规划模型，对旅客和货物的位置进行预分配，采用启发式智能算法，对模型进行迭代寻优，确定目标装载方案。基于本发明专利技术提出的配平装载方法，能够实现配载可视化、一键优化、配载重心偏差分析等积极效果。差分析等积极效果。差分析等积极效果。

【技术实现步骤摘要】
一种客运飞机的配平装载方法和装置


[0001]本专利技术涉及飞机载重领域，尤其涉及一种客运飞机的配平装载方法和装置。

技术介绍

[0002]客运载重配平是通过合理分配旅客、货物、邮件、行李等业载在飞机客舱和货舱中的位置，控制航空器的业载重量，适当调整航空器重心，从而使航空器重心处于合理范围之内。
[0003]配载属于带有复杂约束的多目标组合优化问题，具有重要的科学意义和应用价值，国内外的众多学者对相关问题进行了许多有益的探索。但由于空运装载问题大规模性和复杂性，而且涉及众多的模糊和随机因素，所以迄今为止，行业内配平装载方法还依赖人工判断，自动化程度不高。目前空运配载存在以下问题：我国多数公司配载由配载人员通过离岗系统辅助完成，其中装载方案主要依据个人经验有较大个人主观性和局限性，难以从全局统筹考虑。遇到突发情况时，难以在短时间内提出优化方案。现有配载技术人员水平差异较大，没有统一技术标准和工作流程，存在技术主管随意性。

技术实现思路

[0004]本专利技术正是针对现有技术存在的不足，提供了一种客运飞机的配平装载方法和装置。
[0005]为解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案如下：一种客运飞机的配平装载方法，包括以下步骤：S1：确定旅客人数和货物数量，获取机型数据，所述机型数据包括原始重心包线、客舱布局、货舱布局；S2：在所述原始重心包线范围内，预设标准重心数据；S3：以重心偏离最小为目标，构建飞机配载整数规划模型；S4：对旅客和货物的位置进行随机分配，构建多个旅客和货物货舱的预配装载方案；S5：采用启发式智能算法，对模型进行迭代寻优，得到目标装载方案。
[0006]优选地，所述启发式智能算法采用了差分进化算法对目标函数进行迭代优化求解：计算不同预配装载方案下的飞机实际重心数据，并与预设标准重心数据进行差值的绝对值比较，以与预设标准重心数据偏离程度最低的数据所对应的预配装载方案作为目标装载方案。
[0007]优选地，所述飞机配载整数规划模型具有决策变量和目标函数，目标函数结果值所对应的预配装载方案作为目标装载方案；目标函数表示为：
决策变量表示为：决策变量表示为：式中，，；DOW为飞机的使用空机重，BA
DOW
为飞机的使用空机重心到重心基准点的力臂，Fuel为飞机燃油重，BA
fuel
为飞机燃油重心到重心基准点的力臂，W
i
为第i个货物重，BA
j
为第j个货舱重心到重心基准点的力臂，W
p
为旅客平均重量，BA
s
为第s个客舱位置重心到重心基准点的力臂，p
max
为旅客总人数， BA
lemac
为平均气动弦前缘到基准点的距离，C
A
为平均气动弦长，CG
std
为标准重心位置，i
max
为货物总数，j
max
为货舱总数，s
max
为客舱总座位数。
[0008]优选地，步骤S2中的预设标准重心数据由运行重心包线范围内取得，所述运行重心包线采用如下方式确定：依据不同预配装载方案和旅客行为，对原始重心包线进行削减。
[0009]优选地，采用核函数密度方法确定旅客的行为对重心的影响分布规律，过程包括：核密度估计量表示为：式中，为核密度，K()为核函数，x为估计点，x
i
为样本点，i=1,...,n，n为样本个数，h为核带宽；当采用高斯核密度作为最佳核密度，且以平均积分平方误差MISE(h)判断密度估计量好坏，MISE(h)表示为：式中，，为渐进均方积分误差；σ为正态分布中的方差，最优的核带宽，为概率密度函数，о()为残
差。
[0010]本专利技术还提出了一种客运飞机的配载装置，采用了如上所述的配平装载方法，该装置包括：输入端，用于手工输入或者以文件形式导入待配信息，所述待配信息包括标准重心数据、旅客、货物的数量信息；存储器，存储有关键信息，所述关键信息包括客舱布局、货舱布局、原始重心包线；微处理器，与输入端、存储器连接，用于根据输入端的待配信息以及存储器的关键信息，对旅客和货物的位置进行随机分配，得到预配装载方案，并计算与之相应的飞机实际重心数据，并将飞机实际重心数据与预设标准重心数据进行差值的绝对值比较，以与预设标准重心数据偏离程度最低的数据所对应的预配装载方案作为目标装载方案；显示器，与微处理器相连，用于接收并显示微处理器发送来的目标装载方案。
[0011]优选地，配载人员通过所述输入端手工对旅客和货物的位置进行预分配或者调整时，所述微处理器能接收输入端发送的预分配或者调整信息，并计算与之对应的飞机重心数据，仅当该飞机重心数据处于原始重心包线范围之内，手工配置得以确认，并将手工配置结果作为目标装载方案。
[0012]优选地，所述微处理器用于依据不同预配装载方案和旅客行为，对原始重心包线进行削减，得到运行重心包线，仅当该飞机重心数据处于运行重心包线范围之内，手工配置得以确认，并将手工配置结果作为目标装载方案。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：能够实现对装载配平方案的优化，使飞机重心偏离最佳位置最小，减小了水平安定面或调整片的调整位置，便于飞行操作，起到减小阻力，增加稳定性的作用；此外，对于减少发动机磨损和燃油消耗，加强飞机的抗颠簸能力等有积极效果。
[0014]通过大数量级的即时随机模拟飞行中人员、车辆移动，座位调整等影响重心变化的各种情况，模拟仿真飞机重心偏差范围，避免理论计算的重心虽然在包线内，而实际重心却已经逼近了甚至超出包线，保障了飞行的安全性，并能为指定的理想配载重心位置是否存在安全隐患提供参考依据。
[0015]能够实现装载配平方案的可视化显示和人机交互装载，对于优化配载结果可进行人工调整，以及人工装载方案的规则性检查。
附图说明
[0016]图1是本专利技术提出的客运飞机的配平装载方法的流程示意图；图2是飞机重心示意图；图3是本专利技术提出的客运飞机配平装载系统分解图。
具体实施方式
[0017]体现本专利技术特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本专利技术能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本专利技术。
[0018]下面结合附图对本专利技术做进一步说明。
[0019]实施例1结合图1，本实施例提出了一种客运飞机的配平装载方法，用于对客运飞机配载方案进行优化，该配平装载方法主要是在以航空公司的载重平衡手册、装载舱单等为基础，基于某种特定的机型，将实际装载情况转化为数学模型；通过智能优化算法对模型进行求解，给出考虑最佳重心货舱的客、货装载方案，其具体实施方法的步骤如下：S1：确定旅客人数和货物数量，获取机型数据，所述机型数据包括原始重心包线、客舱布局、货舱布局。
[0020]S2：在所述原始重心包线范围内，预设标准重心数据。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种客运飞机的配平装载方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：确定旅客人数和货物数量，获取机型数据，所述机型数据包括原始重心包线、客舱布局、货舱布局；S2：在所述原始重心包线范围内，预设标准重心数据；S3：以重心偏离最小为目标，构建飞机配载整数规划模型；S4：对旅客和货物的位置进行随机分配，构建多个旅客和货物货舱的预配装载方案；S5：采用启发式智能算法，对模型进行迭代寻优，得到目标装载方案。2.根据权利要求1所述的客运飞机的配平装载方法，其特征在于，所述启发式智能算法采用了差分进化算法对目标函数进行迭代优化求解：计算不同预配装载方案下的飞机实际重心数据，并与预设标准重心数据进行差值的绝对值比较，以与预设标准重心数据偏离程度最低的数据所对应的预配装载方案作为目标装载方案。3.根据权利要求2所述的客运飞机的配平装载方法，其特征在于，所述飞机配载整数规划模型具有决策变量和目标函数，目标函数结果值所对应的预配装载方案作为目标装载方案；目标函数表示为：决策变量表示为：决策变量表示为：式中，，，DOW为飞机的使用空机重，BA
DOW
为飞机的使用空机重心到重心基准点的力臂，Fuel为飞机燃油重，BA
fuel
为飞机燃油重心到重心基准点的力臂，W
i
为第i个货物重，BA
j
为第j个货舱重心到重心基准点的力臂，W
p
为旅客平均重量，BA
s
为第s个客舱位置重心到重心基准点的力臂，p
max
为旅客总人数， BA
lemac
为平均气动弦前缘到基准点的距离， C
A
为平均气动弦长，CG
std
为标准重心位置，i
max
为货物总数，j
max
为货舱总数，s
max
为客舱总座位数。4.根据权利要求2所述的客运飞机的配平装载方法，其特征在于，步骤S2中的预设标准重心数据由运行重心包线范围内取得...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵向领，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：