一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)模型的停機(jī)位分配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于智能計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)模型的停機(jī)位分配方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們生活節(jié)奏加快、時(shí)間價(jià)值觀念 越來越強(qiáng)，越來越多旅客選擇飛機(jī)出行。由于當(dāng)前機(jī)場(chǎng)停機(jī)位、登機(jī)口等資源已經(jīng)相當(dāng)有 限，但是隨著飛機(jī)數(shù)量的快速增長(zhǎng)，而機(jī)場(chǎng)規(guī)模不能無限擴(kuò)大，這將造成機(jī)場(chǎng)停機(jī)位資源緊 張，制約我國(guó)民航運(yùn)輸發(fā)展。停機(jī)位是機(jī)場(chǎng)的重要資源，是實(shí)現(xiàn)航班快速安全的?？?，保證 航班之間的有效銜接，提高整個(gè)機(jī)場(chǎng)系統(tǒng)容量和服務(wù)效率的一個(gè)關(guān)鍵因素。機(jī)場(chǎng)停機(jī)位分 配問題己經(jīng)成為制約機(jī)場(chǎng)發(fā)展的瓶頸之一。
[0003]目前，解決機(jī)場(chǎng)停機(jī)位資源緊缺問題主要有兩種方法：一、從硬件方面增加停機(jī)位 資源，即擴(kuò)建停機(jī)坪或新建機(jī)場(chǎng)。但是這需要投入大量的資金、人力、物力，同時(shí)需要占用 大量的土地，并對(duì)周圍社會(huì)環(huán)境有著極大的影響，這種改擴(kuò)建需要一個(gè)長(zhǎng)期的戰(zhàn)略性考慮。 二、從軟件方面提高停機(jī)位資源的優(yōu)化配置?？梢栽谕C(jī)位資源緊張無法解決的情況下，通 過科學(xué)、合理的方法對(duì)現(xiàn)有的停機(jī)位資源進(jìn)行高效的優(yōu)化分配來提高機(jī)場(chǎng)停機(jī)位利用率及 均衡度。針對(duì)停機(jī)位分配問題，國(guó)外在這一領(lǐng)域已進(jìn)行了大量研宄，主要研宄方法有：關(guān)鍵 路徑法，分支定界法，整數(shù)規(guī)劃法，專家系統(tǒng)，啟發(fā)式算法，網(wǎng)絡(luò)流，多目標(biāo)規(guī)劃等。
[0004] 停機(jī)位分配是整個(gè)機(jī)場(chǎng)地面運(yùn)行組織的關(guān)鍵要素之一，由于機(jī)場(chǎng)信息系統(tǒng)的復(fù)雜 性，國(guó)內(nèi)所研制的信息系統(tǒng)中的停機(jī)位的分配絕大多數(shù)只達(dá)到半自動(dòng)化程度，即提供各種 分配方案給機(jī)場(chǎng)調(diào)度人員選擇，然后再進(jìn)行人工調(diào)整?，F(xiàn)今，各大中型機(jī)場(chǎng)的停機(jī)位分配基 本上還是調(diào)度人員根據(jù)個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)，通過簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)輔助以人工排序方式進(jìn)行分配，難 以保證機(jī)場(chǎng)停機(jī)位資源的合理分配。在規(guī)模較大、而且日益繁忙的干線機(jī)場(chǎng)，這種方式已經(jīng) 成為機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的薄弱環(huán)節(jié)，不能適應(yīng)民航業(yè)整體的健康發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)模型的停機(jī)位分配方法，解決了現(xiàn)有由于 大量航班延誤導(dǎo)致的停機(jī)位調(diào)整次數(shù)較高、停機(jī)位利用率低的問題。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)模型的停機(jī)位分配方法，具體包 括以下步驟：
[0007] 步驟1，根據(jù)航班歷史數(shù)據(jù)計(jì)算其他機(jī)場(chǎng)航班到本場(chǎng)的起飛時(shí)間差值概率分布 Dep；
[0008] 步驟2,根據(jù)航班歷史數(shù)據(jù)計(jì)算其他機(jī)場(chǎng)航班到本場(chǎng)的飛行時(shí)間差值概率分布 Fly；
[0009] 步驟3,補(bǔ)全步驟1得到的Dep和步驟2得到的Fly，使之均成為全時(shí)刻表，其中 Dep和Fly不含的時(shí)刻對(duì)應(yīng)的概率均用0補(bǔ)全；利用補(bǔ)全后的Dep和Fly計(jì)算從某一機(jī)場(chǎng) 到本場(chǎng)的航班落地時(shí)間差值概率分布Arr，選擇Dep和Fly中起飛機(jī)場(chǎng)、落地機(jī)場(chǎng)相同的數(shù) 據(jù)進(jìn)行時(shí)間相加，概率相乘的方式進(jìn)行計(jì)算，得到Arr;
[0010] 步驟4,對(duì)次日航班按本場(chǎng)計(jì)劃落地時(shí)間進(jìn)行排序，依次選擇Arr中起飛機(jī)場(chǎng)、落 地機(jī)場(chǎng)、機(jī)型均與其航班一致的數(shù)據(jù)，進(jìn)而對(duì)其的計(jì)劃到站時(shí)間進(jìn)行累加，預(yù)測(cè)其到站時(shí)間 的概率分布表；
[0011] 步驟5,將步驟4的航班到站時(shí)間的概率表分布加入各指廊的空閑機(jī)位時(shí)刻表中， 相同的到站時(shí)間其概率進(jìn)行累加運(yùn)算，然后利用各指廊的到站時(shí)間概率計(jì)算各指廊的停機(jī) 位空閑度Emp;
[0012] 步驟6,對(duì)比步驟5計(jì)算得到的各指廊空閑度Emp，將航班分配到Emp最大的指廊 中，在指廊中將航班的機(jī)型與停機(jī)位的大小進(jìn)行匹配，如果各停機(jī)位均不受此航班機(jī)型限 制則進(jìn)行輪流分配。
[0013] 本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
[0014] 步驟1中歷史數(shù)據(jù)包括航班起飛站、經(jīng)停站、落地站、機(jī)型、計(jì)劃起飛時(shí)間、實(shí)際起 飛時(shí)間。
[0015] 步驟1具體按照以下算法實(shí)施：設(shè)同一機(jī)場(chǎng)到本場(chǎng)的航班起飛時(shí)間差值有m個(gè)，則 2 . 起飛時(shí)間差td對(duì)應(yīng)的概率為=i其中21(1為時(shí)間差值均為td的個(gè)數(shù)，Dep為一個(gè) m， 概率集合D印={ntd，tdG[-8, 287]} 〇
[0016] 步驟2中歷史數(shù)據(jù)包括航班起飛站、經(jīng)停站、落地站、機(jī)型、計(jì)劃起飛時(shí)間、實(shí)際起 飛時(shí)間。
[0017] 步驟2具體按照以下算法實(shí)施：設(shè)同一機(jī)場(chǎng)到本場(chǎng)的航班飛行時(shí)間差值有n個(gè)，則 飛行時(shí)間差tf對(duì)應(yīng)的概率為/7i-1其中stf用來統(tǒng)計(jì)滿足時(shí)間差值為tf的數(shù)據(jù)個(gè) Hi j n 數(shù)，F(xiàn)ly為一個(gè)概率集合Fly= {ntf，tfG[-8, 287]}。
[0018] 步驟3具體按照以下算法實(shí)施：分別設(shè)從某一機(jī)場(chǎng)到本場(chǎng)的航班的Arr中差值有 h個(gè)，則對(duì)應(yīng)概率即為h個(gè)，h=mXn，對(duì)應(yīng)的時(shí)間差ta=tdi+tfj(iG[0,m],jG[0,n])， 時(shí)間差的概率為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)模型的停機(jī)位分配方法，其特征在于，具體包括以下步驟： 步驟1，根據(jù)航班歷史數(shù)據(jù)計(jì)算其他機(jī)場(chǎng)航班到本場(chǎng)的起飛時(shí)間差值概率分布Dep ; 步驟2,根據(jù)航班歷史數(shù)據(jù)計(jì)算其他機(jī)場(chǎng)航班到本場(chǎng)的飛行時(shí)間差值概率分布Fly ; 步驟3,補(bǔ)全步驟1得到的Dep和步驟2得到的Fly，使之均成為全時(shí)刻表，其中Dep和 Fly不含的時(shí)刻對(duì)應(yīng)的概率均用O補(bǔ)全；利用補(bǔ)全后的Dep和Fly計(jì)算從某一機(jī)場(chǎng)到本場(chǎng) 的航班落地時(shí)間差值概率分布Arr，選擇Dep和Fly中起飛機(jī)場(chǎng)、落地機(jī)場(chǎng)相同的數(shù)據(jù)進(jìn)行 時(shí)間相加，概率相乘的方式進(jìn)行計(jì)算，得到Arr ; 步驟4,對(duì)次日航班按本場(chǎng)計(jì)劃落地時(shí)間進(jìn)行排序，依次選擇Arr中起飛機(jī)場(chǎng)、落地機(jī) 場(chǎng)、機(jī)型均與其航班一致的數(shù)據(jù)，進(jìn)而對(duì)其的計(jì)劃到站時(shí)間進(jìn)行累加，預(yù)測(cè)其到站時(shí)間的概 率分布表； 步驟5,將步驟4的航班到站時(shí)間的概率表分布加入各指廊的空閑機(jī)位時(shí)刻表中，相同 的到站時(shí)間其概率進(jìn)行累加運(yùn)算，然后利用各指廊的到站時(shí)間概率計(jì)算各指廊的停機(jī)位空 閑度Emp ; 步驟6,對(duì)比步驟5計(jì)算得到的各指廊空閑度Emp，將航班分配到Emp最大的指廊中，在 指廊中將航班的機(jī)型與停機(jī)位的大小進(jìn)行匹配，如果各停機(jī)位均不受此航班機(jī)型限制則進(jìn) 行輪流分配。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)模型的停機(jī)位分配方法，其特征在于，所述 步驟1中歷史數(shù)據(jù)包括航班起飛站、經(jīng)停站、落地站、機(jī)型、計(jì)劃起飛時(shí)間、實(shí)際起飛時(shí)間。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)模型的停機(jī)位分配方法，其特征在于，所 述步驟1具體按照以下算法實(shí)施：設(shè)同一機(jī)場(chǎng)到本場(chǎng)的航班起飛時(shí)間差值有m個(gè)，則起飛時(shí) 間差td對(duì)應(yīng)的概率為
其中Σ td為時(shí)間差值均為td的個(gè)數(shù)，Dep為一個(gè)概率集 合 Dep = { n td，td e [-8, 287]}。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)模型的停機(jī)位分配方法，其特征在于，所述 步驟2中歷史數(shù)據(jù)包括航班起飛站、經(jīng)停站、落地站、機(jī)型、計(jì)劃起飛時(shí)間、實(shí)際起飛時(shí)間。
5. 如權(quán)利要求1或4所述的一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)模型的停機(jī)位分配方法，其特征在于， 所述步驟2具體按照以下算法實(shí)施：設(shè)同一機(jī)場(chǎng)到本場(chǎng)的航班飛行時(shí)間差值有η個(gè)，則飛行 時(shí)間差tf對(duì)應(yīng)的概率為
，其中Σ"用來統(tǒng)計(jì)滿足時(shí)間差值為tf的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，F(xiàn)ly 為一個(gè)概率集合 Fly = { n tf，tf e [-8, 287]}。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)模型的停機(jī)位分配方法，其特征在于，所述 步驟3具體按照以下算法實(shí)施：分別設(shè)從某一機(jī)場(chǎng)到本場(chǎng)的航班的Arr中差值有h個(gè)，則對(duì) 應(yīng)概率即為h個(gè)，h = mXn，對(duì)應(yīng)的時(shí)間差ta = tdi+tfj (i e [〇, m], j e [〇, η])，時(shí)間差的 概率為
因?yàn)閠a的集合中有相同的值，則對(duì) 相同差值的概率相乘即為最終差值的概率值，去除h中相同的值則Arr中差值有h'個(gè)，Arr 為一個(gè)概率集合 Arr = { n ta, ta e [-16, 287]}。
7. 如權(quán)利要求1所述的一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)模型的停機(jī)位分配方法，其特征在于，所述 步驟5具體按照以下算法實(shí)施： 步驟5. 1，將各指廊中已分配的航班的到站時(shí)間概率表進(jìn)行整合，即為一個(gè)二維矩陣 A[p，q]，p代表各航班的到站時(shí)間概率，為指廊中的現(xiàn)有航班個(gè)數(shù)，q代表到站時(shí)間差值，q =288+16 ； 步驟5. 2,將此航班的到站時(shí)間概率表加入各指廊的航班到站概率矩陣中，此時(shí)矩陣變 為 B' [p+1，q]; 步驟5.3,將矩陣B'[p+l，q]轉(zhuǎn)換為一維數(shù)組B" [q]，其中各數(shù)值為B'中對(duì)應(yīng)列中所 有行值的和； 步驟5. 4,利用各指廊的到站時(shí)間概率計(jì)算各指廊的停機(jī)位空閑度Emp，計(jì)算公式為
其中16+287為整個(gè)指廊中航班可能到站時(shí)間范圍，f為整個(gè)指 廊的航班數(shù)量，η為該時(shí)刻對(duì)應(yīng)的到站概率。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)模型的停機(jī)位分配方法，采用先驗(yàn)概率預(yù)測(cè)模型，根據(jù)某航班歷史飛行情況產(chǎn)生起飛時(shí)間差值概率集合、飛行時(shí)間差值概率集合、落地時(shí)間差值概率集合，從而預(yù)測(cè)該航班的到站時(shí)間概率分布以及停機(jī)坪指廊空閑度，從而進(jìn)行航班停機(jī)位分配。本發(fā)明一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)模型的停機(jī)位分配方法，基于指廊分配，有利于航班只做相近停機(jī)位的調(diào)整，縮短了旅客的步行距離，同時(shí)，方便對(duì)停機(jī)位使用情況的進(jìn)行整體評(píng)估；基于概率分配，可以按照航班的計(jì)劃落地時(shí)間概率進(jìn)行分配，提高了停機(jī)位分配的準(zhǔn)確性，降低了因航班延誤導(dǎo)致的停機(jī)位調(diào)整次數(shù)，同時(shí)提高了旅客的滿意度；綜合提高了停機(jī)位的利用率，保證停機(jī)位資源的合理分配。
【IPC分類】G08G5-00
【公開號(hào)】CN104751681
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510102718
【發(fā)明人】王磊, 茹星星, 李妍, 黑新宏, 費(fèi)蓉
【申請(qǐng)人】西安理工大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年3月9日