基于碳排放的航空器时空滑行优化研究

航空运输业是碳排放最大的行业之一,随着航空运输业的发展和环境保护管控的加强,航空运输业面临着巨大的环境压力。如何降低航空运输业的碳排放引起广泛的关注。机场场面航空器的滑行产生大量的碳排放,优化航空器的滑行是降低航空运输碳排放的重要途径。此外,为保证航空运输的安全性和高效性,机场场面的航空器滑行需要考虑滑行等待和滑行冲突等因素的影响。针对该问题,本文提出了一种基于碳排放的场面航空器时空滑行优化模型。通过在上层模型决策滑行路径,在下层模型决策滑行时间,上下层交互优化使场面航空器滑行碳排放总量、进场航空器滑行等待时间和航空器滑行冲突最小。为提高模型求解质量,设计一种上下层模型交互优化的迭代邻域搜索算法,引入冲突解脱邻域算子和随机扰动算子来求解该模型。根据广州白云国际机场的实际运行数据验证所提出的模型和算法。实验结果表明:与采用最短滑行策略相比,在避免场面航空器滑行冲突的条件下,所提模型在一个半小时的规划期内可为47架航空器减少971kg航空器碳排放量,占总量的1.8%。该研究可以在提高滑行效率和滑行安全性的同时,提供更环保的滑行策略,帮助航空运输业降低碳排放,提高航空运输的可持续性。