一种用于航班时刻分配场景的机场时隙防火墙设置方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种用于航班时刻分配场景的机场时隙防火墙设置方法，涉及空中交通管理与规划技术领域，能够减少建设成本并提高普及程度。本发明专利技术包括：获取机场历史航班计划数据、机场历史航班实际运行数据和机场公布容量数据；利用历史航班计划数据，获取需求特征，并确定在典型繁忙日的繁忙时段总需求；利用繁忙时段和防火墙预设位置点，构造融合时隙防火墙的容量配置方案集；利用历史航班实际运行数据，识别繁忙时段的容量场景和各个场景的概率；利用容量配置方案集和容量配置方案集内各元素的期望延误，获取双目标数据集；利用在典型繁忙日的繁忙时段总需求，搜索双目标数据集的帕累托前沿，并建立容量配置方案集的索引。引。引。

【技术实现步骤摘要】
一种用于航班时刻分配场景的机场时隙防火墙设置方法


[0001]本专利技术涉及空中交通管理与规划
，尤其涉及一种用于航班时刻分配场景的机场时隙防火墙设置方法。

技术介绍

[0002]近年来，空中交通不断增长的需求与容量短期内难以提升的矛盾日渐突出，由此导致的容需不匹配引发了严重的航班延误现象。机场容需管理是解决这一问题的着力点。其中，航班时刻分配因其短时有效性的优点，成为广泛采用的容需管理措施。IATA将全球198个机场列入level3，作为实施的时隙协调的对象。在航班时刻分配过程中，机场容量配置方案决定了供给端上限，是航班时刻分配问题的关键约束。
[0003]目前，融合防火墙的机场容量配置方案已被应用至包括日本成田、爱尔兰都柏林在内的全球多个机场。通过在一天中的几个时段设置低于公布容量的限制，以起到吸收延误、缓解机场延误时序传播的功能。有研究表明，引入时隙防火墙能够有效减小机场延误状况。时隙防火墙设置的适宜性直接影响未来航季机场需求的满足程度与机场延误水平。
[0004]然而，应用时隙防火墙的机场多是根据机场自身需求与容量特性配置机场时隙防火墙，很多方案难以直接复制套用至其它机场，等于是每一个机场都需要专门定制一套自己的时隙防火墙，建设成本高且普及程度不高。因此，需要研究用于指导航班时刻的分配任务的机场时隙防火墙设置的一般性方案，从而减少建设成本并提高普及程度。

技术实现思路

[0005]本专利技术的实施例提供一种用于航班时刻分配场景的机场时隙防火墙设置方法，可以应用于航班时刻分配的机场时隙防火墙设置，实现了一种指导航班时刻的分配任务的机场时隙防火墙设置的一般性方案，为机场时隙协调人员提供了合理的容量配置方案参考，从而减少建设成本并提高普及程度。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：
[0007]S1、获取机场历史航班计划数据、机场历史航班实际运行数据和机场公布容量数据，其中，所述机场历史航班计划数据包括航班计划起降时间，所述机场历史航班实际运行数据包括航班实际起降时间；
[0008]S2、利用所述机场历史航班计划数据，获取机场需求特征，所述机场需求特征包括：典型繁忙日和繁忙时段；
[0009]S3、根据所述机场需求特征，确定机场在典型繁忙日的繁忙时段总需求；
[0010]S4、利用所述繁忙时段和防火墙预设位置点，构造融合时隙防火墙的容量配置方案集；
[0011]S5、利用所述机场历史航班实际运行数据，识别所述机场繁忙时段的容量场景和各个场景的概率；
[0012]S6、利用所述容量配置方案集和所述容量配置方案集内各元素的期望延误，获取
双目标数据集；
[0013]S7、利用机场在典型繁忙日的繁忙时段总需求，搜索所述双目标数据集的帕累托前沿，并建立所述容量配置方案集的索引，并获得符合条件的数据点，之后将符合条件的数据点对应的容量配置方案集作为最终的融合防火墙的容量配置方案。
[0014]本专利技术实施例提供的用于航班时刻分配场景的机场时隙防火墙设置方法，获取机场历史实际与计划运行数据、以及机场公布容量；利用所述机场历史计划运行数据，识别机场繁忙时段、机场繁忙时段需求低谷点、以及典型繁忙日；利用所述机场繁忙时段以及典型繁忙日，计算典型繁忙日的繁忙时段总需求；利用所述机场公布容量、机场繁忙时段与机场繁忙时段需求低谷点，构造容量配置方案集；利用所述机场历史实际运行数据，基于动态时间规整的K均值聚类算法，识别机场繁忙时段典型容量场景及概率；利用所述容量配置方案集和机场繁忙时段典型容量场景及概率，计算各容量配置方案的期望延误；利用所述机场公布容量、容量配置方案集及其对应的期望延误，获得双目标数据集；搜索所述双目标数据集，获得帕累托前沿，结合所述机场典型繁忙日的繁忙时段总需求，获得机场可接受的防火墙增加量；搜索所述帕累托前沿数据，索引容量配置方案集，即可获得引入防火墙的机场容量配置方案。本专利技术适用于空中交通管理与规划，可以应用于航班时刻分配的机场时隙防火墙设置，实现了一种指导航班时刻的分配任务的机场时隙防火墙设置的一般性方案，为机场时隙协调人员提供了合理的容量配置方案参考，从而减少建设成本并提高普及程度。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0016]图1为本专利技术实施例提供的具体实例的总体流程图；
[0017]图2为本专利技术实施例提供的具体实例的机场需求特征图；
[0018]图3为本专利技术实施例提供的具体实例的平均轮廓系数演化图；
[0019]图4为本专利技术实施例提供的具体实例的机场容量场景图；
[0020]图5为本专利技术实施例提供的具体实例的支配解与帕累托前沿图；
[0021]图6为本专利技术实施例提供的具体实例的融合防火墙的容量配置方案图；
[0022]图7为本专利技术实施例提供的方法流程示意图。
具体实施方式
[0023]为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。下文中将详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除
存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0024]本专利技术实施例提供一种用于航班时刻分配场景的机场时隙防火墙设置方法，如图7所示，包括：
[0025]S1、获取机场历史航班计划数据、机场历史航班实际运行数据和机场公布容量数据，其中，所述机场历史航班计划数据包括航班计划起降时间，所述机场历史航班实际运行数据包括航班实际起降时间；
[0026]其中，“索引”的作用是建立“双本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于航班时刻分配场景的机场时隙防火墙设置方法，其特征在于，包括：S1、获取机场历史航班计划数据、机场历史航班实际运行数据和机场公布容量数据，其中，所述机场历史航班计划数据包括航班计划起降时间，所述机场历史航班实际运行数据包括航班实际起降时间；S2、利用所述机场历史航班计划数据，获取机场需求特征，所述机场需求特征包括：典型繁忙日和繁忙时段；S3、根据所述机场需求特征，确定机场在典型繁忙日的繁忙时段总需求；S4、利用所述繁忙时段和防火墙预设位置点，构造融合时隙防火墙的容量配置方案集；S5、利用所述机场历史航班实际运行数据，识别所述机场繁忙时段的容量场景和各个场景的概率；S6、利用所述容量配置方案集和所述容量配置方案集内各元素的期望延误，获取双目标数据集，并建立所述容量配置方案集的索引；S7、利用机场在典型繁忙日的繁忙时段总需求，搜索所述双目标数据集的帕累托前沿，并获得符合条件的数据点，之后将符合条件的数据点对应的容量配置方案集作为最终的融合防火墙的容量配置方案。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S2中，利用所述机场历史航班计划数据，获取机场的繁忙时段，包括：S201、根据所述机场历史航班计划数据，并计算所有小时需求的40％分位点，作为典型高峰小时的需求，记为d
peak
；S202、统计历史日内每个小时40％分位点的需求，形成小时典型需求，所述小时典型需求记为向量D
h
＝[d0,d1,...,d
i
,...,d
j
,...,d
23
]，其中元素的下标为小时；S203、将所述小时典型需求中的元素依次对比d
peak
，获得机场的繁忙时段。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在S203中，包括从向量D
h
的前端，搜索第一个大于d
peak
的元素，记为d
i
；再从向量D
h
的后端，搜索第一个大于d
peak
的元素，记为d
j
，i和j都为0至23中的整数；将时间段T
b
＝{i,...,j}记录为机场的繁忙时段，繁忙时段的典型需求记为D
b
＝[d
i
,...,d
j
]。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，还包括：S204、获取所述繁忙时段的典型需求的中位数；S205、搜索机场的繁忙时段，将典型需求小于所述中位数的时段作为所述防火墙预设位置点。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S2中，利用所述机场历史航班计划数据，获取机场的典型繁忙日，包括：S206，根据所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨磊，王春政，王思敏，赵征，谢华，曾维理，田文，袁立罡，胡明华，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：