基于滚动时域算法的航班滑行路径优化模型

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1、第４４卷第４期航空计算技术Ｖｏｌ．４４Ｎｏ．４２０１４年７月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＪｕｌ．２０１４基于滚动时域算法的航班滑行路径优化模型１２２冯程，胡明华，丛玮（１．中国电子科技集团公司第二十八研究所，江苏南京２１０００７；２．南京航空航天大学民航学院，江苏南京２１００１６）摘要：为了提高机场场面运行效率和机场空侧容量，亟需采取积极的手段对滑行路径进行优化。根据滑行路径规划的问题属性，选取离场航班为研究对象，建立了以滑行时间最短为目标函数的无冲突滑行路径优化模型，并设计了基于滚动时域与混合整数线性规划（ＭＩＬＰ）相结合的迭代算法；将滑行路径优化模型植入空域

2、管理与评估系统（ＡＣＥＳ）的空侧容量评估系统中，以杭州萧山国际机场场面数据为例，对不同策略下的航班滑行时间、容量评估结果及路径更改次数进行了比较分析，验证了模型的准确性，通过比较ＭＩＬＰ与新算法下的计算时间验证了算法的高效性。关键词：机场场面；离场航班；路径优化滚；动时域中图分类号：Ｖ３５５文献标识码：Ａ文章编号：１６７１桘６５４Ｘ（２０１４）０４桘００８０桘０６OptimizationModelofTaxiwayRoutingBasedonRecedingHorizon１２２ＦＥＮＧＣｈｅｎｇ，ＨＵＭｉｎｇ桘ｈｕａ，ＣＯＮＧＷｅｉ（１．The２８thResearchInstitute，Chi

3、naElectornicsTechnologyGroupCorporation，Nanjing２１０００７，China；２．CollegeofCivilAviation，NanjingUniversityofAeronauticsandAtsronautics，Nanjing２１００１６，China）Abstract：Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔａｘｉｗａｙｒｏｕｔｉｎｇｉｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄｆｏｒｉｍｐｒｏｖｉｎｇｏｆｓｕｒｆａｃｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｅｆｆｉ-ｃｉｅｎｃｙａｎｄａｉｒｓｉｄｅｃａｐａｃｉｔｙ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｔａｘ

4、ｉｗａｙｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍ，ａｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌａｉｍｅｄａｔｒｅｄｕｃｉｎｇｔａｘｉｉｎｇｔｉｍｅｏｆｄｅｐａｒｔｕｒｅｆｌｉｇｈｔｗｉｔｈｎｏｃｏｎｆｌｉｃｔｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ＭＩＬＰｂａｓｅｄｏｎｒｅｃｅｄｉｎｇｈｏｒｉｚｏｎｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｍｏｄｅｌｗｈｉｃｈｍａｄｅｔｈｅｃｏｍｐｕｔｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｍ-ｐｒｏｖｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｍｏｄｅｌｗａｓｉｍｐｌａｎｔｉｎｇｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｎｔｏｅｖａｌｕａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆａｉｒｐｏｒｔａｉ

5、ｒｓｉｄｅｃａｐａｃｉｔｙｏｆＡＣＥＳｕｎｄｅｒｏｒｄｉｎａｒｙｓｔｒａｔｅｇｙａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙｏｆＨａｎｇｚｈｏｕＸｉａｏｓｈａｎＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＡｉｒｐｏｒｔｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ，ａｃｔｕａｌｉｎｓｔａｎｃｅｖｅｒｉｆｉｅｄｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌ．Keywords：ａｉｒｐｏｒｔｓｕｒｆａｃｅ；ｒｏｕｔｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；ｒｅｃｅｄｉｎｇｈｏｒｉｚｏｎ引言场真实时段的运行数据。从算法角度来看，主要包括随着空中交通的持续增长，机场现有的运行能力精确求解算法和智能算法，精确求解算法中以混合整［５］无法

6、保障场面高效运行，导致机场交通拥堵、航班延误数线性规划（ＭＩＬＰ）为主，Ｖｉｓｓｅｒ与Ｒｏｌｉｎｇ、Ｂａｌａｋｒｉｓｈ桘［６］［７］现象十分严重。滑行路径优化是高效管理进场航班从ｎａｎ与Ｊｕｎｇ、ＪｕｓｔｉｎＭｏｎｔｏｙａ等人从不同角度解决跑道到停机位、离场航班从停机位到跑道等运行过程了单、多滑行道的规划问题。智能算法中的遗传算［８］［９］的有效方法，具有动态性强、实时更新等特点，有助于法、蚁群算法等到了广泛应用。提高场面运行效率，减少延误，提升容量。总体来看，精确求解算法计算量大，规划时段较长国内外不断开展对滑行路径优化的研究，从模型时无法满足规划需求。智能算法求解时间的大大降低角度来看，优

7、化目标主要包括滑行时间最短、等待时间满足了实际运行的需求，但无法得到最优解，且航班在［１－２］［３］［４］与延误最小等，ＲｏｌｉｎｇＰＣ，ＰｒａｔｅｅｋＧｕｐｔａ等场面滑行过程中受众多随机因素的影响，两种算法均人分别建立了多目标的滑行规划模型，将延误与滑行无法在计算和仿真过程中添加动态的约束条件。滚动时间同时考虑以达到优化的目的；但对航班的滑行时时域算法用动态规划的思想来求解大规模调度问题，间计算