机场场面滑行道与跑道运行综合优化调度

考虑到机场场面多资源之间的耦合性影响场面整体调度性能以及场面一体化综合调度模型存在求解时间长的问题,研究了场面滑行道调度与跑道调度问题两步综合优化调度方法。方法将整体调度过程分为两个步骤分别进行处理:第一步考虑停机位区域的滑行冲突与跑道运行间隔约束构建多跑道航班起降序列优化模型,并设计遗传算法求解;第二步,将步骤一获得的跑道起降顺序作为第二步的约束,同时考虑航班场面滑行区的滑行冲突以及跑道间隔约束构建了综合调度模型,为进离场航班生成滑行道和跑道的综合调度方案。实验结果表明,该两步综合优化调度方法可以在满足运行需求的计算时间内实现场面滑行道和跑道的综合优化调度。

基于随机规划的跑道运行模式及容量优化决策

为研究受航班预计进离场交通需求不确定性影响下的预战术阶段跑道运行模式及进离场率优化决策,分别对航班预计进离场时间预测偏差的概率分布进行了拟合,然后基于随机规划方法建立了跑道运行模式及进离场率综合决策两阶段随机规划模型,将预计进离场时间随机场景实现后的进离场优化调度下的延误代价作为跑道运行模式及进离场率优化模型中目标函数的补偿函数,设计遗传算法与抽样平均近似方法结合的混合算法对模型进行求解,并采用广州机场实例数据基于蒙特卡洛仿真方法对模型进行仿真验证。仿真结果表明:两阶段随机规划模型相比确定性模型较为显著地减少了战术阶段预期发生的运行延误均值。

基于概率滑行时间的航空器离场推出柔性控制

航班离场过程动态多变且高度随机,滑出时间不确定性导致推出时间难以科学配置。为此,研究基于概率滑行时间的航空器离场推出柔性控制问题。首先,采用随机森林回归和核密度估计方法,建立了基于机器学习的概率滑行时间预测模型、超参数调节策略及概率预测性能评价指标体系;然后,引入固定缓冲区概念,提出了离场航空器“推出时刻”柔性控制方法,明确了缓冲区长度对准时到达跑道头概率的作用特性;最后,应用随机规划中的机会约束理论,提出了离场航空器“推出时隙”柔性控制方法,设计了满足机会约束的可行推出时间范围界定规则。实验结果表明:所提方法可对离场航空器概率滑行时间进行科学预测,有效实现传统推出时间刚性控制向多视角柔性控制的灵活转化,可为增强机场离场管制的可预测性和灵活性提供理论方法支撑。