空中交通进近排序及优化调度

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  摘 要:随着民航事业的发展,空中交通流量变得越来越大,这使得空中交通管制工作难度增加。在进近管制地区,空中交通的调度多是依赖于管制员的经验来展开,但是由于空中交通流量不断地增多,导致管制员的工作量越来越大,为了保证安全,管制员就会牺牲容量,进而造成航班延误,基于此,本文具体的阐述了空中交通进近排序和调度问题,并提出了优化调度方案,以便于保证航班正常起飞或是降落。
  关键词:空中交通;进近管制;排序;调度
  前言:随着空中交通流量的不断增多,机场附近的交通变得越来越繁忙,在对机场附近的交通进行管制时,安全性是必须要保证的,在安全的前提下,避免出现航班延误的现象,保证机场能够高效运行,是管制员空中交通管制工作的主要目标。为了达到这个目的,就需要管制员准确的决策,科学的排序和调度,进而保证航班的正常运行。
  一、空中交通进近排序和调度问题
  进近管制地区的中心为机场,一些特殊的走廊口也包含在进近管制地区中。无论是起飞的航班还是降落的航班,都需要经过指定的走廊口进出。在进近管制地区中,进近排序的主要目的包含两个,一个是某架飞机达到指定的走廊口,另一个是知晓走廊口将会接纳哪些飞机,并对这些飞机进行排序。一般来说,航班都具备自身固定的航路,通过导航台的引导,来实现飞行。
  当前,航班延误的问题还比较频繁,为了有效的减少航班延误,管制人员就需要在进近管制地区内对航班进行排序和调度,在开展此项工作时,管制员多依赖于自身的经验和判断。管制员在开展此项工作时,会依照FCFS算法来进行,FCFS算法在使用时,非常的简单,不过,算法的效率比较差,一般来说,管制员在进行航班排序时,根据FCFS算法,结合航班到达的先后顺序,实现排序,同时,为了保证航班的安全性,将航班之间的距离增大,这种排序方法保证了航班的安全性,但是空域的利用率却大大的降低,尤其是空中流量比较大时,会导致很多航班无法按时的起飞或者降落,导致航班延误的发生,这不仅对航空公司有着严重的影响,同时也损害了乘客的利益,因此,必须要对进近管制地区的航班排序和调度进行优化,降低航班延误问题的发生。
  二、空中交通优化调度
  (一)安全保障的優化调度
  所谓优化调度,是指在保证安全的前提下,实现机场和空域现有容量的优化利用。因此,优化调度所要解决的就是如何实现优化的问题,为了解决这个问题,可以从两方面来进行,一方面,对现有飞机队列的到达时间值进行调整,调整出一个比较空闲的时间段,以便于t1实现插入,要实现此种设想,就需要对现有飞机队列中所有飞机的速度进行调整,不过,在调整的过程中,很容易引起连锁反应,调整程序比较复杂,管制员实现起来困难比较大;另一方面,对t1进行调整,保持现有的时间序列不变,在比较优化的时间段插入t1,不过,是否存在这个优化的位置是比较关键的问题。无论是这两种方法中的哪种,在具体实施的过程中,飞机实际的机动性能都需要充分的考虑进去,这是因为飞机的加速和减速并不是无限制的。假设第i架飞机A的提前系数为αi≤1,延后系数βi≥1,由此就可以确定,[αiti,βiti]就是飞机Ai的到达时间调整范围。对于第1架飞机A1,同样将其提前系数和延后系数设定出来,为了对A1的到达时间进行控制,管制员会对其飞行速度进行调整,或者为了将其达到时间延后一些,管制员就会让A1在观测点附近的空域进行盘旋。在ATCCMS中,为了更好的实现优化调度,提升管制员的工作效率,现将两个方面的调整手段结合在一起,形成一种新的算法,对安全保障进行优化调度,有效的保证飞机的安全。
  (二)综合目标优化调度
  安全保障的优化调度方案能够有效地保证航班的安全,但是这并不等于这就是最优化的方案。对于进近排序工作来说,首先需要保证航班的安全性,因此,首先需要对安全间隔进行设置,随后,再对序列容量和分布均衡的问题进行考虑。根据安全函数、容量函数以及均衡函数,可以得出排序队列的满意度函数。在当前的飞机队列中,将新的飞机达到时间插入,这时,就形成新的飞机队列,由此,满意度函数就会受到影响,通过满意度函数与插入时间的关系图,管制人员就可以直观的看见各个插入时刻对飞机队列的影响,由此,管制人员就可以进行优化调度。对于当前的飞机队列来说,如果达到时间是允许被调整的,那么插入时间的取值范围就会扩大,这也说明,管制员在进行调整时,选择的余地更多,因此,此种方案是比较理想的。在此种方案中,安全性、队列的容量、队列的均衡问题都进行了充分的考虑,不止保证了航班的安全性,还实现了综合优化调度,促使进近排序变得更为合理,而且也比只考虑安全的方案更为优化。
  结论:从机场附近到走廊口之间存在一段距离,在这段距离内,飞机要进行排序,为了保证飞机排序的合理性,在保证安全的前提下对进近排序进行设计和优化调度,从而避免航班延误问题的发生,有效地保证乘客的权益,同时,促进航空公司更加繁荣的发展。
  参考文献
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