【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于交通运输站场规划设计和管理
，具体讲，涉及基于元胞自动机模型的航空枢纽微观仿真框架。
技术介绍
航空枢纽是包含道路与公共交通、航空运输、枢纽内部人员步行与排队等待等一系列过程的复杂网络系统，对航空枢纽进行仿真是其规划设计和运营管理方案优化的基础。从国内外相关文献阅读可知，现阶段对于航空枢纽仿真研究主要是应用Promodel、ServiceModel、VISSIM、Petri等现有仿真软件对航空枢纽进行具体仿真实验。如Sam使用混合仿真的方法，即联合区域的宏观交通仿真、道路的中观交通仿真和陆侧的微观仿真来研究机场的地面交通问题；Kuo对三车道的路边交通进行仿真研究，提出了交通产生、车道选择、车辆移动、上下客、行人穿行等模型；Trans研发了能模拟陆侧交通、航站内旅客和行李系统的集成仿真系统；Michel通过对机场航站楼内部客流和行李运行特性的研究，建立了机场航站楼内部客流和行李运行的动态、静态仿真模型；Craig Leiner使用VISSIM对机场陆侧交通进行了仿真研究；倪桂明，杨东援对机场航站楼的客流进行了计算机仿真研究。从已有相关文献阅读分析可知，航空枢纽仿真研究的已有技术具有以下特点:(I)现有技术偏重于对航空枢纽的某些模块进行独立研究分析，不能系统化的将对各个模块有效的整合在一起，不能反映航空枢纽各个模块间复杂的关系。(2)现有技术对航空枢纽的仿真大都停留在宏观、中观层面，即使采用微观仿真，也是使用现有仿真软件(如VISSIM)进行，尚未应用多主体(Agent)微观仿真技术，对航空枢纽的研究达不到精细化程度，不能反映出该复杂网络...
【技术保护点】
一种基于元胞自动机模型的航空枢纽微观仿真框架，其特征是，包含的模块分别归属于离港流和交通流、到港客流和交通流和中转客流三大部分，离港和到港两部分间通过接送客人流进行模块连接；离港客流和交通流包含的模块及其整个运行过程：按照航班时刻表或者动态调整后的航班时刻表，通过机场客运与交通量生成模块生成到达机场的总交通量，具体按照交通分担、分配的原则生成乘公共交通的客运量和乘出租车、其它汽车的交通量，其中乘公共交通的客运量输入到公交站模块，乘出租车、其它汽车的交通量输入到车道边模块、停车场模块；车道边模块、停车场模块与公共交通模块输出按时间分布的客运量，输入到候机外厅模块、值机模块；候机外厅模块、值机模块输出按时间分布的客运量，输入到安全检查模块，通过候机内厅模块，进入停机坪模块，滑行道模块，机场跑道模块；到港客流和交通流包含的模块及其整个运行过程：按照航班时刻表或者动态调整后的航班时刻表，产生空中模块的抵达飞机及其客流，通过停机坪模块、滑行道模块和跑道模块产生下飞机按时间分布的客流量，通过入关手续办理模块、行李传送与到港手续办理模块，以及接人、送人客流及其交通流产生陆域载运工具离开机场的客流和交...
【技术特征摘要】
1.一种基于元胞自动机模型的航空枢纽微观仿真框架，其特征是，包含的模块分别归属于离港流和交通流、到港客流和交通流和中转客流三大部分，离港和到港两部分间通过接送客人流进行模块连接； 离港客流和交通流包含的模块及其整个运行过程:按照航班时刻表或者动态调整后的航班时刻表，通过机场客运与交通量生成模块生成到达机场的总交通量，具体按照交通分担、分配的原则生成乘公共交通的客运量和乘出租车、其它汽车的交通量，其中乘公共交通的客运量输入到公交站模块，乘出租车、其它汽车的交通量输入到车道边模块、停车场模块；车道边模块、停车场模块与公共交通模块输出按时间分布的客运量，输入到候机外厅模块、值机模块；候机外厅模块、值机模块输出按时间分布的客运量，输入到安全检查模块，通过候机内厅模块，进入停机坪模块，滑行道模块，机场跑道模块； 到港客流和交通流包含的模块及其整个运行过程:按照航班时刻表或者动态调整后的航班时刻表，产生空中模块的抵达飞机及其客流，通过停机坪模块、滑行道模块和跑道模块产生下飞机按时间分布的客流量，通过入关手续办理模块、行李传送与到港手续办理模块，以及接人、送人客流及其交通流产生陆域载运工具离开机场的客流和交通流，通过交通分担与分配产生抵达车道边、停车场欲离开机场的客运量，抵达公交站欲离开机场的客运量; 中转客流包含的模块及其整个运行过程:中转的旅客或直接经过候机内厅模块或离开机场后经过安检系统再进入候机内厅模块，之后通过停机坪模块，滑行道模块，机场跑道模块等离开机场。2.如权利要求所述的基于元胞自动机模型的航空枢纽微观仿真框架，其特征是，登机手续办理模块元胞自动机模型: 元胞的选择 将每一个登机手续办理窗口前的排队队列用一列元胞代表，队列最前方的元胞为手续办理窗口 ；办理窗口分为两类:自助值机系统、柜台人工值机窗口 ； 元胞的构成 使用自助值机系统乘客的值机时间服从随机分布，均值时间为30秒，使用柜台人工值机的值机时间同样服从随机分布，均值为80秒。元胞自动机的运行 仿真初始时刻h，每一个元胞仿真长度为0.7m，排队区域的长度为100X0.7m，乘客的步行速度根据文献定为每秒行走一个元胞的距离，即0.7m/s。在队列的最最前端，每30s或80s放行一个元胞，来仿真办理值机手续的过程； (1)元胞的初始化 为空一维元胞进行初始化，一维元胞队列根据车道边模块、停车场模块与公共交通模块、候机外厅模块输出的按时间分布的需要办理登记手续的客运量，产生每一个仿真步长对应的到达旅客需要办理登记手续的数量； (2)元胞自动机的运行 ①运行规则。该元胞自动机仿真乘客办理值机系统的情况，以每个仿真时刻为一个步长，固定该元胞自动机以恒定速度V = 运行； ②乘客换队列规则:当乘客发现，旁边队列中排队的人数少于当前队列的人数时，此乘客会从当前队列换至乘客期望的队列； ③排队队列的更新:对于某一时刻tp队列中的元胞，其下一秒的位置状态为:x(i，tp+l) = x(i, tp) +v(i, tp+l) x(i, tp):表示第i个元胞在第tp秒这一时刻的位置； x(i，tp+l):表示第i个元胞在第tp+l秒这一时刻的位置； v(i, tp+l):表示第i个元胞在第tp+l秒这一时刻的速度。3.如权利要求所述的基于元胞自动机模型的航空枢纽微观仿真框架，其特征是，安全检查模块: 元胞的选择 将安检排队区域的每一队列表不为一列兀胞，仿真中根据安检口旅客放行方式将安检办理程序分为单队列单人受检和单队列双人受检两种类型，则相应地用队列最前方的一个或两个元胞代表正在接受安检的旅客； 元胞的构成 每个元胞代表安检区域中一个0.7mX0.7m的区域，每个安检排队区域等待安检或正在接受安检的旅客占据一个元胞，与单队列单人受检和单队列双人受检情况相对应，队列最前方的一个或两个元胞表示正在接受安检的旅客，将旅客步行速度设定为0.7m/s,即旅客每秒前进一个元胞长度的距离； 元胞自动机的运行 将最大排队长度定为50X0.7m，仿真步长为I秒，总仿真时长为4小时: (1)元胞的初始化 最大排队长度与开放的安检柜台数目η形成50Χη的元胞空间，代表完整的安检排队区域，初始时刻整个元胞空间内各元胞均未被占用； 根据每五分钟的安检旅客总量得到300Χη的五分钟内安检旅客生成矩阵，不区分航空公司，即相应总量的旅客在五分钟内进入安检排队区域的正态分布矩阵；此后5分钟仿真时间300个仿真步长内，逐行读取该矩阵，五分钟内进入安检排队区域的所有旅客随机地在仿真时间内从元胞空间末尾进入安检排队区域； (2)元胞自动机的运行 ①基本演化规则 元胞的基本演化规则为若正前方相邻元胞为空，则向正前方前进一个元胞。这种演化规则适用于以下几种情况:(I)旅客进入安检排队区域但仍未前进至进入某一队列；(2)旅客排在某一队列中且其相邻队列不短于其所在队列，按照这种规则进行演化的前提是不允许存在插队现象； ②旅客换队规则 相邻两队列中有一侧队长短于旅客当前所在队列时，若同时满足该侧与旅客对应元胞相邻的元胞为空，则该旅客对应的元胞将会从当前队列换至队长较短的一列；若旅客相邻两队列均短于...
【专利技术属性】
技术研发人员：白子建，柯水平，刘治国，王晓华，王新岐，马红伟，赵巍，郑利，申婵，韩敏，
申请(专利权)人：天津市市政工程设计研究院，
类型：发明
国别省市：
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