一种基于模糊综合评价的协同航路时隙分配方法

摘要

本发明公开了一种基于模糊综合评价的协同航路时隙分配方法，属于空中交通管理领域。该方法首先构建针对待研究空域的空域仿真平台，获取可用航路尾随间隔及可用时隙，确定协同航路时隙分配评价因素集及指标权重，然后确定评语集，形成评价矩阵，进而按照航班计划顺序提取未分配航班，进行模糊综合评价，计算出航班所选航路及实际到达时刻，接着判断所有航班是否已经分配航路时隙，如是则输出协同航路时隙分配方案，如否则继续进行模糊综合评价直至所有航班均分配航路时隙。本发明为协同分配航路时隙资源提供了一种快速实现方法，为空管自动化系统工具研发提供了技术支持，也为条件航路、动态航路等空域灵活使用手段的运用提供了技术依据。

主权项

一种基于模糊综合评价的协同航路时隙分配方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：在地理信息系统平台上构建空域仿真平台，仿真包含有限空域内的空域结构、航路网、定位点、航班运行、天气状况在内的空域信息；步骤2：利用步骤1构建的空域仿真平台，根据包括危险天气在内的空域容量影响因素信息，确定流量受限空域单元、计划航路及临时航路，获取计划航路和临时航路的尾随间隔，获取计划航路下游空域单元的可用时隙；步骤3：利用步骤1构建的空域仿真平台，分析协同航路时隙分配关键评价要素，确定评价因素集U＝{t，c，n}，其中t表示准备获得当前时隙的两个航班的延误时间之和，c表示该两航班延误损失之和，n表示所选航路转弯点数量，确定指标权重向量W；步骤4：根据步骤3建立的评价因素集，分析协同航路时隙分配建模需要和问题特征，确定评语集V＝{航班1使用计划航路，航班1使用临时航路1，…，航班1使用临时航路z，航班2使用计划航路，航班2使用临时航路1，…，航班2使用临时航路z}，其中z表示临时航路的数量；步骤5：根据步骤3建立的评价因素集和步骤4建立的评语集，建立各指标隶属度函数，确定各指标分别对每种评语的可能程度，形成评价矩阵R；步骤6：利用步骤2和步骤5获得的数据，按照航班计划顺序提取未分配航班，进行模糊综合评价，计算出航班所选航路及实际到达时刻；步骤7：判断所有航班是否已经分配航路时隙，如是则方法结束，如否则重复步骤6直至所有航班均分配航路时隙；所述步骤5中评价矩阵R通过逐行分别除以初始评价矩阵R_p该行各元素之和得到，R_p＝{r_ij}，元素r_ij表示评价因素i在评语j所述情况下的值，其中：准备获得当前时隙的两个航班的延误时间之和t，t_k表示航班k的延误时间，未分配到时隙的航班按自动参与下一个时隙的分配来对待，其延误损失按计划航路的延误成本计算；准备获得当前时隙的两个航班的延误损失之和c，d_k为航班k单位时间延误成本；航路转弯点数量n由评语集中的具体航路确定；步骤6中，基于以下三个假设条件：条件1、航班实际到达时刻不能早于计划到达时刻；条件2、每个航班有且仅有一个航路与时隙；条件3、选择同一航路的前后两航班间隔应不小于该航路尾随间隔；按航班计划将全部航班形成航班集，模糊综合评价模型为：(a)从可用时隙集S中顺序选取第一个时隙作为当前时隙，并将其从S中删除；(b)从航班集F中顺序提取两个航班，进行综合评价，根据权向量W和步骤5建立的评价矩阵R，计算综合评价向量A＝W·R；对于不满足约束条件1的航班，评价矩阵中该航班评语所对应的各元素的取值为大于等于1000小于等于3000中的任意一个整数，另一航班评语所对应的各元素中涉及该航班的指标均计为0，表示无法分配航路时隙的航班不影响其它航班；约束条件3不满足时，相应指标的取值为大于等于1000小于等于3000中的任意一个整数，表示此时该航路不可用；在最后一个航班后附加虚拟航班，按不满足约束条件1的航班对待，用于保证分配的完整性；(c)按最小隶属度确定占用当前时隙的航班及所选航路，并将其从航班集F中删除；当出现两个以上相同的最小隶属度时，如果在针对两航班的评语中均有分布，则首选延误时间较大的航班，若延误时间相同，则选取延误损失较大的航班；如果分布在针对某一航班的评语中，则选择航路转弯点数量最小的航班。