[发明专利]基于仿真的近距跑道容量评估方法

说明书

本发明提供一种基于仿真的近距跑道容量评估方法，该方法利用蒙特卡洛模拟方法获取航班计划，并构建跑道容量评估仿真模型；构建进离场航班跑道排序优化模型；利用所述进离场航班跑道排序优化模型计算进离场航班的跑道使用顺序以及跑道使用时间，对所述航班计划进行优化；将优化后的航班计划导入跑道容量评估仿真模型，获取跑道容量评估结果。本发明在不改变计算机仿真模型的基础上，对仿真航班计划进行跑道优化排序，使得跑道容量在一定时间内被充分利用，减少仿真所需的航班计划套数，在保证仿真容量评估效果的前提下，缩短仿真时长，提升容量评估流程整体效率。

技术领域

本发明属于民用航空技术领域，具体涉及一种基于仿真的近距跑道容量评估方法。

背景技术

机场运行过程中，跑道系统拥堵是主要运行瓶颈。为了扩大跑道容量的同时节约珍贵的土地资源，近距平行跑道运行模式开始被大型机场采用，在有限机场范围内提高机场的跑道容量。准确高效评估近距平行跑道容量，对机场规划以及空中交通流量管理至关重要。

目前跑道容量评估方法主要包括基于数学计算模型的容量评估方法、基于历史数据的容量评估方法、基于管制员工作负荷的容量评估方法以及计算机仿真容量评估方法。近距平行跑道运行过程中往往伴有跑道穿越、绕滑等复杂情况，根据机场真实物理结构数据以及管制运行数据，相较于其他跑道容量评估方法，计算机仿真评估方法可以模拟机场实际运行情况，揭示近距平行跑道运行过程的时空演变规律。

当前，已有学者尝试减少仿真次数，在缩短系统仿真时间的同时，满足仿真精度的要求，但在计算机仿真近距平行跑道容量领域，目前研究尚未涉及优化仿真评估流程以提质增效的问题。近距平行跑道运行规则复杂，进离场航班的跑道间隔规则约束众多，已有文献证实，复杂的仿真规则以及仿真环境会减慢计算机仿真速度，传统计算机跑道容量仿真评估还需要仿真大量的航班计划套数，这样就给计算机仿真造成额外负担，使得仿真效率低下。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种提升容量评估流程整体效率的近距跑道容量评估方法。

本发明提出的技术方案如下：

本发明公开了一种基于仿真的近距跑道容量评估方法，包括以下步骤：

利用蒙特卡洛模拟方法获取航班计划，并构建跑道容量评估仿真模型；

构建进离场航班跑道排序优化模型；

利用所述进离场航班跑道排序优化模型计算进离场航班的跑道使用顺序以及跑道使用时间，对所述航班计划进行优化；

将优化后的航班计划导入跑道容量评估仿真模型，获取跑道容量评估结果。

进一步地，所述构建进离场航班跑道排序优化模型具体包括：

设置目标函数；

设置安全间隔约束条件；

设置进离场航班间斜距要求约束条件；

设置进离场航班使用跑道时间窗约束条件；

设置进离场航班跑道占用时间约束条件。

进一步地，所述目标函数具体为：

其中，|A|表示进场航班数量，|D|表示离场航班数量，表示进场航班的分配着陆时间，表示离场航班的分配起飞时间，表示第一个进场航班的分配着陆时间，表示第一个离场航班的分配起飞时间。

进一步地，所述安全间隔约束条件具体为：