基于理想滑行路径的机场滑行道调度策略模型
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
总调度时 间 ， 机场地 面忙 碌状态． 缓解
司 １９ ９９年 由于飞机 在 空 中等 待 降落而 浪 费 了 ２ ０ ０ｔ 料 Ｊ在 我 国的北 京 、 海 、 ６ ０ 燃 ． 上 广州 等 大 型
机 场 ， 问题也 十分 突 出． 机 的地 面延误 主要 发 该 飞 生在 道 面滑行 ， 峰时刻 道 面滑行 冲突最 为严 重 ． 高
通常情况下的一般作法是将交叉冲突看作结
收稿 日期 ：０ １ ３ ２ １ ８ 基 金项 目： 国家 自然科 学基 金资助项 目（０ ７ ０ １ Ｆ １ ６ ９９ ２ ／ ０ ） 作者 简介 ： 牟德一 （ ９０一） 男 ， １６ ， 教授 ， 士 ， 博 主要从事机场场面调度和肮空公 司收益管理 的研究
由于 扩大 基 础 设 施 投 资 昂 贵且 短 时 间 内难 以实
１ 飞 机 地 面 滑行 调 度 问题
离 港 飞机从 停 机 位 到 跑道 出 口， 港 飞 机从 进 跑 道人 口到停机 位所 经过 的路线 称 为飞机地 面 滑 行 路径 ． 机地 面 滑行 调 度 研 究 的 主要 目的 是 为 飞
在减少地 面滑行 时间 ， 决飞机 滑行路径 冲突 解 问题 上 ， 学者 试 图从 两个 方 面 提 出源自文库决 方 案 ． 一些
一
方面是为飞机确定无冲突的滑行路径 ， 使飞机在
停机位或跑道入 口无限时等待并 以最优放飞顺序 放 飞 ，－ ． ｏ ｅａｄ 和 Ｂ Ｐ ｓ 对 这 方 面 进 行 ｊＰ Ｇ ｔ ｌ ｔ ｎ ． ｅｉ ｃ 了研 究 ，ｉ ｋ ｍ ｒ 以 Ｄ ｌ Ｆｒ Ｗｏ ｈ机场 为例 ， Ｓｖ ｕ ａ ａ ａ１ ｏｔ ｒ ． ｔ 运用 混合整数 规划进行分 析 ， 并将此 模 型应用 扩展 到任 意机场 的布局． 另一方 面是确定 更多 的无 冲突
基 于理 想 滑 行 路 径 的 机 场 滑行 道调 度 策 略模 型
牟德一 ， 刘金凤
（ 中国民航大 学 理学院 ， 天津 ３ ００ ） ０ ３ ０ 摘 要： 针对各大型机场容量 不足导致地面滑行延误 日益严重 的难题 ， 结合空 中交通管制与 机场地面滑
行基本规则 ， 出了一种新 的调度 策略 ， 提 将停机 位或 跑道入 口无限时等待时间分散到滑行过程 中的各个 结点 ， 并建立 了求解该 问题 的混合 整数规划模型． 此外 ， 最短路 与理想路径进 行区分 ， 将 采用 Ｆｏｄ算法 ｌｙ 为每架飞机提供 多条无 障碍 的理想路径． 通过某大型机场 的实 际数据进行验证分析 ， 结果表 明新 的调度 策略可 以使得 总调度时间减少 ， 缓解机 场的地面忙碌状态． 关键 词 ： 机场滑行道调度 ； 混合整数规划 ； ｌ ｄ算法 ； Ｆｏ ｙ 理想 滑行路径
行道的交叉点处是有等待线的（ 见图 ２ ， ） 即滑行 中的飞机为了避免 冲突 ， 保持相邻飞机之问的时 间间隔或距离间隔 ， 可以在等待线上等待 ， 直到冲
现 ， 以研 究机 场有 限资 源 的整合 优 化 ， 高 资源 所 提
的合理利用率越来越重要． 为了提高飞机滑行效 率 ， 少地 面滑 行 的等待 时 问 ， 减 国内外 学： 出 了 做
不 同层 次 的研 究 ， 出了多种 解决 方 案． 提
空中交通管制员提供有效的滑行调度方案， 以降
低 机场 的地 面滑 行延 误． 由于滑 行过 程要 受到 进离港 过程 给 出的位置 和时 间上 的约束 ， 时在 庞 大 的 滑行 路 径 上进 行 同 滑 行 的进离 港飞 机 也 会 发生 各 种 冲突 ， 出 表现 突
为： 追尾 冲突—— 在 同一条 滑 行 路 径 上进 港 和离
第３ ２卷
第 ６期
， 连
交 通
大
学
学 报
Ｖｏ ． ２ Ｎｏ ６ １３ ．
Ｄｅ ２０１ ｃ． １
２１ 年 １ ０１ ２月
Ｊ ＵＲＮＡＬ ＯＦ ＤＡＬ ＡＮ Ｊ ＡＯ ＯＮＧ ＵＮ ＶＥＲ Ｉ Ｙ Ｏ Ｉ Ｉ Ｔ Ｉ ＳＴ
文章编号 ：６ ３ ９ ９ （０ １ ０ — ０ １ ０ １７ — ５ ０ ２ １ ）６ ０ ４ ． ５
文献 标 识 码 ： Ａ
０ 引 言
随着航 空 运 输需 求 日益 增 长 ， 飞机 延 误 已成 普 遍 现 象 ， 有 不 断 增 长 的趋 势 ． 美 国 Ｆ Ａ研 并 据 Ａ
究 表 明 ，４ 的飞机 延误 发生 在地 面 ， ８％ 汉莎 航空 公
待时间 ， 把第一 种方法 的停 机位或跑道 入 口等 待转 化为各个滑行 道结点均 可等待 的新方 案 ， 这种 做法 在机场地 面滑行 指挥 领域 是 允许 的． 此外 ， 文还 本 采用 了 Ｆｏｄ算法计 算 了多条 无 障碍 路线 ， ｌ ｙ 把最 短 路 与理想路径 严格 区分 ， 现必要时安 排优先 级别 实 较 低的飞机按 照 次短 路滑 行 ， 以 回避 冲突 ， 少 可 减
的滑 行路径 ， 供更 多 的无 障碍 路线 ． ：对 第 一 提 本 艾 种方 案进行 改进 ， 同时 兼顾 第 二 种方 法． 即分 散 等
港 的两 架 飞机 相 向滑行 ； 遇 冲 突—— 同 一 滑行 相 路 径上 进港 （ 者 离 港 ） 或 的两 架 飞机 同 向 滑行 或 同一结 点处 两架 飞机相 遇 （ 图 １ ． 见 ）
Ｅ ｍａ ：ｕｉｆｎＯ ２ ＠ ｓ ａｃｎ． － ｉ ｌｊ ｅ ｇ９ ６ ｉ ．ｏ ｌｉ ｎ ｎ
４ ２
大 连 交 通 大 学 学 报
第３ ２卷
点 冲突 ， 相遇 冲突看 作 滑行边 冲突 ， 把 而追 尾 冲突 既可 以看 作边 冲突 ， 可 以看作 点 冲突． 也 因为如果 在 滑行速 度保 持 不 变 的情 形 下 ， 两架 飞机 在 滑 若 行边 相 向滑行 因间距 不 足 而 产 生追 尾 冲突 ， 在 则 构成 该 滑行边 的 两 结点 也 会 产 生结 点 冲 突 ， 之 反 亦 然． 因此 ， 文 只将 冲突分 为边 冲突和 点 冲突． 本
司 １９ ９９年 由于飞机 在 空 中等 待 降落而 浪 费 了 ２ ０ ０ｔ 料 Ｊ在 我 国的北 京 、 海 、 ６ ０ 燃 ． 上 广州 等 大 型
机 场 ， 问题也 十分 突 出． 机 的地 面延误 主要 发 该 飞 生在 道 面滑行 ， 峰时刻 道 面滑行 冲突最 为严 重 ． 高
通常情况下的一般作法是将交叉冲突看作结
收稿 日期 ：０ １ ３ ２ １ ８ 基 金项 目： 国家 自然科 学基 金资助项 目（０ ７ ０ １ Ｆ １ ６ ９９ ２ ／ ０ ） 作者 简介 ： 牟德一 （ ９０一） 男 ， １６ ， 教授 ， 士 ， 博 主要从事机场场面调度和肮空公 司收益管理 的研究
由于 扩大 基 础 设 施 投 资 昂 贵且 短 时 间 内难 以实
１ 飞 机 地 面 滑行 调 度 问题
离 港 飞机从 停 机 位 到 跑道 出 口， 港 飞 机从 进 跑 道人 口到停机 位所 经过 的路线 称 为飞机地 面 滑 行 路径 ． 机地 面 滑行 调 度 研 究 的 主要 目的 是 为 飞
在减少地 面滑行 时间 ， 决飞机 滑行路径 冲突 解 问题 上 ， 学者 试 图从 两个 方 面 提 出源自文库决 方 案 ． 一些
一
方面是为飞机确定无冲突的滑行路径 ， 使飞机在
停机位或跑道入 口无限时等待并 以最优放飞顺序 放 飞 ，－ ． ｏ ｅａｄ 和 Ｂ Ｐ ｓ 对 这 方 面 进 行 ｊＰ Ｇ ｔ ｌ ｔ ｎ ． ｅｉ ｃ 了研 究 ，ｉ ｋ ｍ ｒ 以 Ｄ ｌ Ｆｒ Ｗｏ ｈ机场 为例 ， Ｓｖ ｕ ａ ａ ａ１ ｏｔ ｒ ． ｔ 运用 混合整数 规划进行分 析 ， 并将此 模 型应用 扩展 到任 意机场 的布局． 另一方 面是确定 更多 的无 冲突
基 于理 想 滑 行 路 径 的 机 场 滑行 道调 度 策 略模 型
牟德一 ， 刘金凤
（ 中国民航大 学 理学院 ， 天津 ３ ００ ） ０ ３ ０ 摘 要： 针对各大型机场容量 不足导致地面滑行延误 日益严重 的难题 ， 结合空 中交通管制与 机场地面滑
行基本规则 ， 出了一种新 的调度 策略 ， 提 将停机 位或 跑道入 口无限时等待时间分散到滑行过程 中的各个 结点 ， 并建立 了求解该 问题 的混合 整数规划模型． 此外 ， 最短路 与理想路径进 行区分 ， 将 采用 Ｆｏｄ算法 ｌｙ 为每架飞机提供 多条无 障碍 的理想路径． 通过某大型机场 的实 际数据进行验证分析 ， 结果表 明新 的调度 策略可 以使得 总调度时间减少 ， 缓解机 场的地面忙碌状态． 关键 词 ： 机场滑行道调度 ； 混合整数规划 ； ｌ ｄ算法 ； Ｆｏ ｙ 理想 滑行路径
行道的交叉点处是有等待线的（ 见图 ２ ， ） 即滑行 中的飞机为了避免 冲突 ， 保持相邻飞机之问的时 间间隔或距离间隔 ， 可以在等待线上等待 ， 直到冲
现 ， 以研 究机 场有 限资 源 的整合 优 化 ， 高 资源 所 提
的合理利用率越来越重要． 为了提高飞机滑行效 率 ， 少地 面滑 行 的等待 时 问 ， 减 国内外 学： 出 了 做
不 同层 次 的研 究 ， 出了多种 解决 方 案． 提
空中交通管制员提供有效的滑行调度方案， 以降
低 机场 的地 面滑 行延 误． 由于滑 行过 程要 受到 进离港 过程 给 出的位置 和时 间上 的约束 ， 时在 庞 大 的 滑行 路 径 上进 行 同 滑 行 的进离 港飞 机 也 会 发生 各 种 冲突 ， 出 表现 突
为： 追尾 冲突—— 在 同一条 滑 行 路 径 上进 港 和离
第３ ２卷
第 ６期
， 连
交 通
大
学
学 报
Ｖｏ ． ２ Ｎｏ ６ １３ ．
Ｄｅ ２０１ ｃ． １
２１ 年 １ ０１ ２月
Ｊ ＵＲＮＡＬ ＯＦ ＤＡＬ ＡＮ Ｊ ＡＯ ＯＮＧ ＵＮ ＶＥＲ Ｉ Ｙ Ｏ Ｉ Ｉ Ｔ Ｉ ＳＴ
文章编号 ：６ ３ ９ ９ （０ １ ０ — ０ １ ０ １７ — ５ ０ ２ １ ）６ ０ ４ ． ５
文献 标 识 码 ： Ａ
０ 引 言
随着航 空 运 输需 求 日益 增 长 ， 飞机 延 误 已成 普 遍 现 象 ， 有 不 断 增 长 的趋 势 ． 美 国 Ｆ Ａ研 并 据 Ａ
究 表 明 ，４ 的飞机 延误 发生 在地 面 ， ８％ 汉莎 航空 公
待时间 ， 把第一 种方法 的停 机位或跑道 入 口等 待转 化为各个滑行 道结点均 可等待 的新方 案 ， 这种 做法 在机场地 面滑行 指挥 领域 是 允许 的． 此外 ， 文还 本 采用 了 Ｆｏｄ算法计 算 了多条 无 障碍 路线 ， ｌ ｙ 把最 短 路 与理想路径 严格 区分 ， 现必要时安 排优先 级别 实 较 低的飞机按 照 次短 路滑 行 ， 以 回避 冲突 ， 少 可 减
的滑 行路径 ， 供更 多 的无 障碍 路线 ． ：对 第 一 提 本 艾 种方 案进行 改进 ， 同时 兼顾 第 二 种方 法． 即分 散 等
港 的两 架 飞机 相 向滑行 ； 遇 冲 突—— 同 一 滑行 相 路 径上 进港 （ 者 离 港 ） 或 的两 架 飞机 同 向 滑行 或 同一结 点处 两架 飞机相 遇 （ 图 １ ． 见 ）
Ｅ ｍａ ：ｕｉｆｎＯ ２ ＠ ｓ ａｃｎ． － ｉ ｌｊ ｅ ｇ９ ６ ｉ ．ｏ ｌｉ ｎ ｎ
４ ２
大 连 交 通 大 学 学 报
第３ ２卷
点 冲突 ， 相遇 冲突看 作 滑行边 冲突 ， 把 而追 尾 冲突 既可 以看 作边 冲突 ， 可 以看作 点 冲突． 也 因为如果 在 滑行速 度保 持 不 变 的情 形 下 ， 两架 飞机 在 滑 若 行边 相 向滑行 因间距 不 足 而 产 生追 尾 冲突 ， 在 则 构成 该 滑行边 的 两 结点 也 会 产 生结 点 冲 突 ， 之 反 亦 然． 因此 ， 文 只将 冲突分 为边 冲突和 点 冲突． 本