机场道面除雪协同作业的编队生成方法技术

本发明专利技术涉及民用航空技术领域，公开了一种机场道面除雪协同作业的编队生成方法

【技术实现步骤摘要】
机场道面除雪协同作业的编队生成方法、系统和存储介质


[0001]本专利技术涉及民用航空
，具体涉及场道面除雪协同作业的编队生成方法
、
机场道面除雪协同作业的编队仿真系统和存储介质
。

技术介绍

[0002]机场道面的作用是保证飞机在地面的正常活动，这些活动包括飞机的停放
、
滑行
、
起飞和着陆等
。
冬季冰雪气候条件下，机场场道的运行状况直接影响着飞机的运行和安全
。
[0003]机场道面降雪
、
结冰情况的监测和预警是一项综合性
、
系统性的工作，涉及到机场所在地区气象信息的收集，机场降雪
、
结冰信息的采集
、
预警信息的科学决策与发布，机场道面除冰雪设备的运行管理
、
方法预案的制定和实施
、
机场道面除冰雪操作方式等一系列工作
。
[0004]当前，对机场道面降雪
、
结冰情况，除冰雪作业出动时机，主要依靠人工观察
、
人工决策，不利于机场除雪作业保障资源的调度，机场除雪资源的利用率低
。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种场道面除雪协同作业的编队生成方法
、
机场道面除雪协同作业的编队仿真系统和存储介质，以解决目前存在的不利于机场除雪作业保障资源的调度，机场除雪资源的利用率低的问题
。
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种机场道面除雪协同作业的编队生成方法，包括：
[0007]根据雪情大小
、
道面分区和除雪作业方式构建机场道面除雪作业网络模型；
[0008]根据所述机场道面除雪作业网络模型获取除雪时间；
[0009]根据所述机场道面除雪作业网络模型生成除雪作业网络表征；
[0010]根据所述除雪作业网络表征和所述除雪时间构建基于正实拉普拉斯矩阵的领导者平移编队；
[0011]结合切换拓扑和所述领导者平移编队，构建动态异步通信下的除雪车编队；
[0012]其中，所述雪情大小包括：小雪
、
中雪
、
大雪和冰雪，所述道面分区包括：跑道
、
滑行道
、
联络道和停机坪；所述除雪作业方式包括：能量转换除雪
、
机械除雪
、
化学试剂除雪和人工清扫，所述除雪车编队包括多种除雪设备：测试车
、
撒布车
、
吹雪车
、
扫雪车
、
堆雪车和抛雪车
。
[0013]有益效果是，通过结合雪情大小
、
道面分区和除雪作业方式构建机场道面除雪作业网络模型，然后，在此基础之上给出道面的除雪作业时间规划，实现了在不同的除雪作业方式下的时间计算公式，使得除雪作业时间可预测
。
根据除雪分区作业生成机场道面除雪作业网络表征，通过设计双层网络实现针对不同道面选取不同的除雪作业方式，加入基于正实拉普拉斯矩阵的领导者平移编队控制决策，提升了除冰雪车辆编队作业协同效率，考虑一种改进的切换拓扑网络下的领导者编队模型，实现了动态异步通信下的编队生成一致性
。
因此，通过将复杂的机场道面除雪作业通过构建网络模型以及切换拓扑下的编队生成
控制，生成除雪群协同编队系统，有助于机场除雪作业保障资源的调度，有效提高机场除雪资源的利用率
。
[0014]在一种可选的实施方式中，根据所述机场道面除雪作业网络模型获取除雪时间，具体包括：针对道面除雪的所述雪情大小提出作业预时间规划，除雪作业时间约束函数满足如下公式：
[0015]T
a
＝
T
i
+
Δ
T
i
,i
＝
1,2,3,4
；
[0016]式中：
i
为雪情大小，
T
i
为雪情大小
i
下固定的除雪作业时间，
Δ
T
i
为雪情大小
i
下除雪作业预置保障时间，
Δ
T
i
的大小与
T
i
线性相关；
T
a
是由
T
i
加
Δ
T
i
组合而成的总除雪时间
。
[0017]有益效果是，通过除雪作业时间函数的设计一定程度上改善了除雪的时效性，保障除雪作业能够在规定保障时间内完成任务
。
[0018]在一种可选的实施方式中，所述固定的除雪作业时间和所述除雪作业预置保障时间的计算公式如下：
[0019][0020][0021]式中：
j
为道面分区，
w
为除雪方式，
v、p
分别为机械式除雪方式和人工式除雪方式；
S
j
为道面分区
j
的除雪总面积，
W
k
为除雪设备
k
的有效作业宽度；
V
j
为道面分区
j
规定设备除雪作业速度，
N
为除冰雪车配置数量，为人工式除雪方式
p
下的单位时间内有效除雪速率，
Δ
t
jv
为道面分区
j
选取的机械式除雪方式
v
对应的预留保障时间，
Δ
t
jp
为道面分区
j
选取的人工式除雪方式
p
对应的预留保障时间
。
[0022]在一种可选的实施方式中，根据所述机场道面除雪作业网络模型生成除雪作业网络表征，具体包括：
[0023]获取雪情分区作业网络；
[0024]获取作业方式选取层网络；
[0025]对所述雪情分区作业网络和所述作业方式选取层网络相加形成所述除雪作业网络表征
。
[0026]在一种可选的实施方式中，对所述雪情分区作业网络和所述作业方式选取层网络相加形成所述除雪作业网络表征，具体包括：
[0027]雪情分区作业网络满足如下矩阵：
[0028][0029]作业方式选取层网络满足如下矩阵：
[0030][0031]除雪作业网络表征＝
p
ij
+[Sw
i1
,Sw
i2
,Sw
i3
]或
p
ij
+[Aw
i1
,Aw
i2
,Aw
i3
]；
[0032]式中，
P
为雪情分区作业网络，<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种机场道面除雪协同作业的编队生成方法，其特征在于，包括：根据雪情大小
、
道面分区和除雪作业方式构建机场道面除雪作业网络模型；根据所述机场道面除雪作业网络模型获取除雪时间；根据所述机场道面除雪作业网络模型生成除雪作业网络表征；根据所述除雪作业网络表征和所述除雪时间构建基于正实拉普拉斯矩阵的领导者平移编队；结合切换拓扑和所述领导者平移编队，构建动态异步通信下的除雪车编队；其中，所述雪情大小包括：小雪
、
中雪
、
大雪和冰雪，所述道面分区包括：跑道
、
滑行道
、
联络道和停机坪；所述除雪作业方式包括：能量转换除雪
、
机械除雪
、
化学试剂除雪和人工清扫，所述除雪车编队包括多种除雪设备：测试车
、
撒布车
、
吹雪车
、
扫雪车
、
堆雪车和抛雪车
。2.
根据权利要求1所述的机场道面除雪协同作业的编队生成方法，其特征在于，根据所述机场道面除雪作业网络模型获取除雪时间，具体包括：针对道面除雪的所述雪情大小提出作业预时间规划，除雪作业时间约束函数满足如下公式：
T
a
＝
T
i
+
Δ
T
i
,i
＝
1,2,3,4
；式中：
i
为雪情大小，
T
i
为雪情大小
i
下固定的除雪作业时间，
Δ
T
i
为雪情大小
i
下除雪作业预置保障时间，
Δ
T
i
的大小与
T
i
线性相关；
T
a
是由
T
i
加
Δ
T
i
组合而成的总除雪时间
。3.
根据权利要求2所述的机场道面除雪协同作业的编队生成方法，其特征在于，所述固定的除雪作业时间和所述除雪作业预置保障时间的计算公式如下：定的除雪作业时间和所述除雪作业预置保障时间的计算公式如下：式中：
j
为道面分区，
w
为除雪方式，
v、p
分别为机械式除雪方式和人工式除雪方式；
S
j
为道面分区
j
的除雪总面积，
W
k
为除雪设备
k
的有效作业宽度；
V
j
为道面分区
j
规定设备除雪作业速度，
N
为除冰雪车配置数量，为人工式除雪方式
p
下的单位时间内有效除雪速率，
Δ
t
jv
为道面分区
j
选取的机械式除雪方式
v
对应的预留保障时间，
Δ
t
jp
为道面分区
j
选取的人工式除雪方式
p
对应的预留保障时间
。4.
根据权利要求1至3中任一项所述的机场道面除雪协同作业的编队生成方法，其特征在于，根据所述机场道面除雪作业网络模型生成除雪作业网络表征，具体包括：获取雪情分区作业网络；获取作业方式选取层网络；对所述雪情分区作业网络和所述作业方式选取层网络相加形成所述除雪作业网络表征
。
5.
根据权利要求4所述的机场道面除雪协同作业的编队生成方法，其特征在于，对所述雪情分区作业网络和所述作业方式选取层网络相加形成所述除雪作业网络表征，具体包括：雪情分区作业网络满足如下矩阵：跑道滑行道联络道机坪作业方式选取层网络满足如下矩阵：除雪作业网络表征＝
p
ij
+[Sw
i1
,Sw
i2
,Sw
i3
]
或
p
ij
+[Aw
i1
,Aw
i2
,Aw
i3
]
；式中，
P
为雪情分区作业网络，
w
为作业方式选取层网络，
Sw
为单一层，
Aw
为组合层
。6.
根据权利要求4所述的机场道面除雪协同作业的...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩晓，王奎，戴国庆，孙恪，
申请(专利权)人：中国民航工程咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：