一种基于随机模拟的平行跑道容量计算方法

摘要

本发明涉及一种基于随机模拟的平行跑道容量计算方法，步骤如下：设置计算跑道容量的初始参数。生成航空器起降类型向量。生成机型向量。为每个进港或离港航班按比例分配对应的一个进港点或离港点。为每一个航班分配1条跑道，生成跑道向量。从第1架飞机开始，依次计算第i架、第i+1架航班的间隔S_i,i+1。计算后面每一架起降时刻。统计出的航班数量，作为在当前随机条件下的容量值。仿真N次后，取平均值作为跑道容量值。计算结果显示出来。采用蒙特卡洛方法模拟变量随机性，按照离散事件系统原理，递归计算每个航班的起降时刻，通过统计1小时内的航班数量获得容量值，从而实现科学评价跑道规划方案，合理安排航班时刻和精准实施流量管理。

主权项

一种基于随机模拟的平行跑道容量计算方法,通过计算机系统辅助实现，所述计算机系统主要由客户端/服务器(1)C/S模式构成，其特征在于：所述客户端包括第一客户端(2)、第二客户端(3)、第三客户端(4)，所述服务器(1)安装机场跑道数据库，管制运行规则数据库，用于向客户端提供机场坐标；所述第一客户端(2)安装数据录入模块，用于手动输入或批量导入所需要的初始参数；所述第二客户端(3)安装跑道容量计算模块，用于计算各种运行模式下的跑道容量值；所述第三客户端(4)安装图形显示模块，用于显示图形化结果分析；数据录入模块、跑道容量计算模块和图形显示模块，用作平行跑道容量计算方法的实现平台；数据录入模块存储容量计算所需的输入参数；跑道容量计算模块应用蒙特卡洛随机模拟方法计算出平行跑道的起飞容量、降落容量和总容量；图形显示模块用来显示起/降容量转换图、容量频次图和容量出现概率图；所述平行跑道容量计算方法，步骤如下：步骤1：设置计算跑道容量的初始参数，在数据录入模块中输入计算跑道容量的初始参数；步骤2：根据输入的降落航班比例和航班总量，生成航空器起降类型向量DAT＝[0,0,1,...,1]，其中，0代表进港，1代表离港；步骤3：根据输入的航空器轻、中、重的机型比例和航班总量，生成机型向量AT＝[1,2,2,...,3]，其中，1代表轻型，2代表中型，3代表重型；步骤4：按照进离港航班在每个进离港点的流量比例，将进港点按照南北位置进行分类并编号，对离港点同样分类及编号，并按照进离港航班在每个进离港点的流量比例，为每个进港或离港航班按比例分配对应的一个进港点或离港点；步骤5：根据初始输入的跑道使用模式及分配的进离港点，为每一个航班分配1条跑道，用于起飞或者降落，生成跑道向量RW＝[1,2,2...,1]，其中，“1”代表使用1号跑道，“2”代表使用2号跑道；步骤6：从第1架飞机开始，依次计算第i架、第i+1架航班的间隔Si,i+1；其具体步骤如下：a、根据输入的起飞/起飞间隔S_DD，起飞/降落间隔S_DA，降落/起飞间隔S_AD，降落/降落间隔S_AA，判断第i架、第i+1架航班的起降类型，计算因机型产生的间隔S1；b、在相同跑道和不同跑道运行时，间隔是不一样的，判断第i架、第i+1架航班是否在同一条跑道，依次修正第i架、第i+1架的间隔S1，得到S2；c、前后航班的机型也会影响它们的间隔，根据第i架、第i+1架飞机的机型，修正S2，得到Si,i+1；步骤7：通过递归方法，根据前一架飞机的起降时刻以及步骤6所计算的前后飞机的间隔，来计算后面每一架起降时刻，第1架航班无论是起飞还是降落，将其时刻都设置为0，即t1＝0，通过递归方法，根据第i架飞机的起降时刻t_i和第i架、第i+1架飞机的间隔Si,i+1，来计算后面飞机的起降时刻；对于多跑道运行来说，不仅要考虑第i架和第i+1架飞机之间的间隔Si,i+1，还需要根据分配的跑道考虑第i‑1架和第i+1架飞机之间的间隔Si‑1,i+1；第i+1架飞机起飞时间计算公式不能简单按照公式(1)计算，必须先计算第i‑1、i+1架飞机的间隔s_i‑1,i+1，然后按照公式(2)计算，这样才能保证满足安全间隔；t_i+1＝t_i+s_i,i+1                               (1)t_i+1＝max{t_i+s_i,i+1,t_i‑1+s_i‑1,i+1}               (2)步骤8：统计出t_i≤3600s的航班数量，作为在当前随机条件下的容量值；步骤9：仿真N次后，取平均值，作为跑道容量值；步骤10：道容量计算结果在图形显示模块中显示出来。