[发明专利]一种航路时隙与高度层协同优化分配方法

权利要求书

1.一种航路时隙与高度层协同优化分配方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：通过空域与流量协同管理信息平台，获取流量受限空域内的计划航路及备选航路信息，获取计划航路下游空域单元的可用时隙信息，获取航班运行信息；

步骤2：利用所述空域与流量协同管理信息平台，制定航路时隙与高度层协同优化分配的算法；

步骤3：根据所述航路时隙与高度层协同优化分配的算法，建立航路时隙与高度层协同分配的多目标优化模型；

步骤4：求解步骤3建立的多目标优化模型，得出非劣解集，形成航路时隙与高度层协同优化分配策略集；

步骤5：通过步骤1构建的空域与流量协同管理信息平台，发布航路时隙与高度层协同优化分配策略，进行多目标优化分配；

所述步骤1中所述计划航路及备选航路信息均包括航路容量、航路高度层配置和航路长度，所述航路高度层配置包括每条航路配置的高度层数量以及每个高度层容量；所述航班运行信息包括航班计划、地面延误成本、机型、不同高度层的燃油消耗量和载客数；

所述步骤2包括：

步骤2.1：以全部航班总地面延误损失最小为目标建立目标函数；

步骤2.2：以全部航班高度层变更数量最少为目标建立目标函数；

步骤2.3：以全部航班总燃油消耗量最小为目标建立目标函数；

步骤2.4：建立满足有效性的约束条件；

所述步骤2.1中以全部航班总地面延误损失最小为目标，其中，单一航班地面延误损失包括该航班执行地面等待的成本和该航班所载旅客延误损失，建立目标函数为：

其中，c_i^g表示航班i执行地面等待的单位时间成本，1≤i≤I，I为航班总数，c_i^p表示航班i所载旅客的单位时间延误损失，n_i为航班i的载客数，t_j为时隙j的起始时刻，1≤j≤J，J为时隙总数，eta_i表示航班i到达下游空域单元的计划到达时刻，1≤k≤K，K为可选航路的数量，可选航路包括计划航路和备选航路，u_k表示航路k的第u_k个高度层，1≤u_k≤U_k，U_k为航路k的高度层数量，x_ij^ku为决策变量，表示为：

2.根据权利要求1所述的一种航路时隙与高度层协同优化分配方法，其特征在于，所述步骤2.2中以全部航班高度层变更数量最少为目标，建立目标函数为：

其中，h_i^ku为针对航班i高度层变更的指示变量，表示为：

其中，H_i^e表示航班i的计划使用高度层。

3.根据权利要求2所述的一种航路时隙与高度层协同优化分配方法，其特征在于，所述步骤2.3中以全部航班总燃油消耗量最小为目标，建立目标函数为：

其中，f_i^ku表示航班i在第u_k个高度层的单位时间燃油消耗量，D_k表示航路k的长度，v_i表示航班i的平均地速。