B题 虹桥机场的智能调度问题

B题虹桥机场航班智能调度问题

2016年10月11日，上海虹桥机场发生惊险一幕：东航一架A320客机在滑出跑道即将起飞时，发现另一架A330客机正在横穿跑道。A320客机紧急起飞，从A330上方掠过，避免了一起惨烈空难的发生！这是一起严重的A类穿越事件。

由于虹桥机场采用东西两条跑道一降一起运行模式，东边降落跑道上的大多数航班飞机（停靠1号航站楼除外）都需要穿越西边起飞跑道才能停靠到2号航站楼。而整个穿越过程是依靠塔台空管人员人工指挥，来为各个飞机之间配备规定的安全间隔。由于该机场每日平均起落航班达540架左右，高峰小时起落飞机甚至达85架次，且随着航空运输业的迅猛发展，虹桥机场高峰小时起落的航班数还有可能迎来较大规模增长，单纯依赖人工决策进行航班调度愈加困难。能否借助计算机建立一种智能调度模型，在保证绝对安全的前提下提高机场的运行效率，调度内容主要包括航班的实时起飞降落时间，以及航班起飞前和降落后的地面规划路径。为此要求你们团队完成以下工作：

问题1：依据附件1 所示的上海虹桥机场地形图和附件2所列的2017年某日下午一小时内的预降落和起飞航班信息，设计一个跑道服务智能调度模型，调度内容包括空中飞机降落时间及降落后的运动规划，以及地面飞机起飞前的运动规划及起飞时间，安排所有航班的起飞和降落（包括次序、时间、地面滑行路径）。调度模型优先考虑跑道上飞机的安全，防止A类穿越事件发生，在此基础上考虑提高准点率和起降效率。

注：当时机场的风向为由北向南，风速为20km/h，飞机逆风起飞，逆风降落，滑行速度假设为10节/小时。

问题2：随着航空业的发展，航线会越来越密集，对机场的起降效率要求将会进一步提高。假定所有的航班都能按照你们指定时间起降，请对附件2所给出的起降航班时间进行重新编排，在保证安全的基础上，计算出起降完所有航班所需要的最短时间及相应的调度安排（包括次序、时间、地面滑行路径）。