一种基于熵权法的终端区进场效率评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于熵权法的终端区进场效率评估方法。包括以下步骤：获取机场战略性航班计划及机场AIP资料；建立机场终端区空域运行评估数据库以及空域容量评估模型中的空域结构模型、冲突探测与解脱模型、航班流排序模型和仿真模型；根据所述的模型仿真结果，获取对应的评估指标；根据所述评估指标获取每个航班对应的评分；将所述评分输入至基于熵权法改进的TOPSIS评价模型进行评估，得到评估结果。本发明专利技术一种基于熵权法的终端区进场效率评估方法弥补了国内外战术阶段终端区效率评估技术的空白，可客观、综合地区分不同运行模式下的终端区进场效率，为机场运行效能感知与规划管理提供了决策支持。划管理提供了决策支持。划管理提供了决策支持。

【技术实现步骤摘要】
一种基于熵权法的终端区进场效率评估方法


[0001]本专利技术涉及空中交通管理
，特别是对机场终端区航班进场效率的评估。

技术介绍

[0002]空中交通管理旨在避免飞行冲突，保障空中交通的畅通运行。在终端区内，进离场航线交错，且进场航班往往会加入等待程序或按管制要求进行机动，使得交通态势极为复杂。运行效能可理解为终端区内航班的运行效率和对资源利用的能力，是衡量终端区是否通畅的直观体现之一，在以往，吞吐量和延误等指标都曾被用于衡量空中交通管理的效能。
[0003]近年来，不少学者对机场终端区运行效能的研究侧重于从单一指标分析或构建评价模型进行综合分析。然而不同运行模式下航空器的进场间隔或方式具有较大不同，终端区内的航班运行效能势必呈现出较大差异。因此，针对平行跑道不同的运行模式，评估其运行效能就显得十分必要。当前，由于终端区航班进场效率评估由于不准确，不充分；导致机场运行效能感知能力不足，影响了进场航班的有效调度。
[0004]而由于终端区的运行效能主要体现在进场，故本专利技术针对多种不同的进场模式，以南京禄口机场为实例，利用AirTop仿真软件，从进场效率和容量提升两个角度对四种模式进行了仿真对比分析，评价平行跑道在多模式运行下的终端区运行效能，以期为机场运行效能感知与规划管理提供决策支持。

技术实现思路

[0005]为了解决上述现有技术中的问题，本专利技术提供一种评估准确、充分的机场终端区航班进场效率评估方法。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种基于熵权法的终端区航班进场效率评估方法，包括以下步骤：
[0008]获取机场战略性航班计划及机场AIP资料；建立机场终端区空域运行评估数据库以及空域容量评估模型；
[0009]根据所述的模型仿真结果，获取对应的评估指标数值；根据所述评估指标数值获取每个航班对应的评分；将所述评分输入至基于熵权法改进的TOPSIS评价模型进行评估，得到评估结果。
[0010]进一步地，所述评估指标包括基于时间的运行效率指标、基于燃油消耗的运行效率指标、基于管制负荷的运行效率指标和结构容量评价指标。
[0011]进一步地，所述基于时间的运行效率指标的计算公式如下：
[0012][0013]其中，E
t
为航班的进场效率，E
t
越大，进场效率越高；T
act
为实际进场时间；T
ref
为畅通进场时间。
[0014]所述基于燃油消耗的运行效率指标的计算公式如下：
[0015][0016]其中，E
ff
为航班的进场效率，E
ff
越大，进场效率越高；F
act
为实际燃油消耗；F
ref
为航班燃油进场消耗的基准值。此基准值将典型日所在的月内所有的B738航班的油耗排序，取第百分之二十位的燃油消耗作为基准值。
[0017]所述基于管制负荷的运行效率指标基于AirTop快时仿真软件的仿真结果获得。
[0018]所述结构容量评价指标为时刻容量指标，时刻容量是指机场系统或机场系统单元在考虑服务水平前提下单位时间内(通常为1小时)的最大服务能力。
[0019]进一步地，所述基于熵权法改进的TOPSIS评价模型的建立方法如下：
[0020]采用熵权法把评价中各个待评价单元的信息进行量化，并对各因子赋权，得到权重矩阵X 如下：
[0021][0022]通过标准化处理后的权重矩阵记为Z，Z中的每一个元素的表示如下：
[0023][0024]Z矩阵表示如下：
[0025][0026]通过计算第j项指标下第i个样本所占的比重，并将其看作相对熵计算中用到的概率；
[0027]计算概率矩阵P，其中P中的每一个元素P
ij
的计算公式如下：
[0028][0029]容易验证即保证了每一项指标所对应的概率和为1。
[0030]计算每个指标的信息熵，并计算信息效用值，最后归一化得到每个指标的熵权。对第j个指标而言，其信息熵的计算公式如下：
[0031][0032]这里的信息效用值可定义为d
j
＝1
‑
e
j
，则信息效用值越大，其对应的信息就越多。将信息效用值进行归一化处理，便可得到每个指标的熵权：
[0033][0034]进一步地，代入评价模型中：
[0035]定义最大值同样的，定义最小值定义第i(i＝1,2,...,n)个评价对象与最大值的距离：
[0036][0037]定义第i(i＝1,2,...,n)个评价对象与最小值的距离：
[0038][0039]则可以计算得出第i(i＝1,2,...,n)个评价对象未归一化的得分：
[0040][0041]本专利技术相较于现有技术，其显著优点在于：
[0042]为了验证本专利技术提出的一种基于熵权法的终端区进场效率评估方法，能够有效提升终端区航班进场效率评估的准确性，为进场航班的有效调度提供数据支撑。
附图说明
[0043]图1为本专利技术的整体流程示意图；
[0044]图2为基于本专利技术的评估软件图运行界面截图；
[0045]图3为不同运行模式下的流量及延误分布图。
具体实施方式
[0046]下面结合具体实施例及附图，进一步对本专利技术行清楚、完整地描述。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0047]本申请提供一种基于熵权法的终端区航班进场效率评估方法，包括以下步骤：
[0048]获取机场战略性航班计划及机场AIP资料；建立机场终端区空域运行评估数据库以及空域容量评估模型；
[0049]根据所述的模型仿真结果，获取对应的评估指标数值；根据所述评估指标数值获取每个航班对应的评分；将所述评分输入至基于熵权法改进的TOPSIS评价模型进行评估，得到评估结果。
[0050]进一步地，所述评估指标包括基于时间的运行效率指标、基于燃油消耗的运行效率指标、基于管制负荷的运行效率指标和结构容量评价指标。
[0051]进一步地，所述基于时间的运行效率指标的计算公式如下：
[0052][0053]其中，E
t
为航班的进场效率，E
t
越大，进场效率越高；T
act
为实际进场时间；T
ref
为畅通进场时间。
[0054]所述基于燃油消耗的运行效率指标的计算公式如下：
[0055][0056]其中，E
ff
为航班的进场效率，E
ff
越大，进场效率越高；F
act
为实际燃油消耗；F
ref
为航班燃油进场消耗的基准值。此基准值将典型日所在的月内所有的B738航班的油耗排序，取第百分之二十位的燃油消耗作为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于熵权法的终端区航班进场效率评估方法，其特征在于包括以下步骤：1)获取机场战略性航班计划及机场AIP资料；建立机场终端区空域运行评估数据库以及空域容量评估模型；2)根据步骤1)建立的所述空域容量评估模型进行仿真，根据仿真结果获取对应的评估指标数值，根据所述评估指标数值得到每个航班对应的评分；3)将所述评分输入至基于熵权法改进的TOPSIS评价模型进行评估，得到评估结果。2.根据权利要求1所述的基于熵权法的终端区航班进场效率评估方法，其特征在于，步骤2)中的评估指标包括基于时间的运行效率指标、基于燃油消耗的运行效率指标、基于管制负荷的运行效率指标和结构容量评价指标。3.根据权利要求2所述的基于熵权法的终端区航班进场效率评估方法，其特征在于，所述基于时间的运行效率指标的计算公式如下：其中，E
t
为航班的进场效率，E
t
越大，进场效率越高；T
act
为实际进场时间；T
ref
为畅通进场时间。4.根据权利要求2所述的基于熵权法的终端区航班进场效率评估方法，其特征在于，所述基于燃油消耗的运行效率指标的计算公式如下：其中，E
ff
为航班的进场效率，E
ff
越大，进场效率越高；F
act
为实际燃油消耗；F
ref
为航班燃油进场消耗的基准值。5.根据权利要求2所述的基于熵权法的终端区航班进场效率评估方法，其特征在于，所述基于管制负荷的运行效率指标基...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁文浩，胡明华，苏佳明，徐满，刘畅，郭铭宇，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：