繁忙终端区流量调控方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及信息控制技术领域，尤其涉及一种航空领域中用于调节航班起降排序 方案的繁忙终端区流量调控方法。
【背景技术】
[0002] 随着当今社会全球化进程的快速发展，航空运输作为一种交通运输方式，基于其 便捷性和高效性，在现代社会的交通运输行业中起着越来越重要的作用。由于航空运输过 程容易受到各种外界因素的干扰，从而导致航班延误或取消，引起客户的不满。为了尽可能 减小外界因素对航班起降时间的影响，提升客户的满意度，需要对航班的起降排序进行调 整及控制，并使得调整后的航班起降排序方案能够在保证航空安全的基础上，尽可能减少 调整航班起降排序所付出的成本。
[0003] 基于上述目的，各种用于优化航班起降排序方案的智能优化方法被广泛应用。 智能优化方法是通过模拟或揭示某些自然现象或过程发展而来的优化方法，其不依赖梯 度信息，具有全局、并行、高效的优化性能，鲁棒性和通用性强的优点。粒子群优化方法 (Particle Swarm Optimization，PSO)是一种模仿鸟类群体行为的智能优化方法，是通过 群体中个体之间的协作和信息共享来寻找最优解。粒子群优化方法的优势在于简单容易实 现且不受过多参数干扰。采用粒子群优化的模式对航班起降排序控制问题进行优化时，各 种航班起降排序方案也按照粒子群中各粒子的学习模式不断进行优化，从而得到航班起降 优化排序方案。
[0004] 但是在现有的粒子群优化方法中，所有粒子的学习方式和行为方式都是同一的， 比如所有粒子都只向最好的邻居学习，或所有粒子都向所有邻居学习。因此，由于信息的匮 乏或冗余，现有的粒子群优化方法存在收敛过慢，或容易陷入局部最优的缺陷。采用现有的 粒子群优化模式对航班起降排序控制问题进行优化时，航班起降排序方案的优化效率低， 且难以获得符合要求的航班起降排序优化方案，从而增加了调整航班起降排序所付出的成 本。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例提供一种繁忙终端区流量调控方法，用以解决现有技术中繁忙终端 区流量调控方法调节航班起降排序方案时成本较高的问题。
[0006] 本发明实施例提供一种繁忙终端区流量调控方法，所述方法包括：
[0007] 接收多种航班起降排序方案，将所述多种航班起降排序方案以无标度网络的形式 排列；
[0008] 根据所述多种航班起降排序方案在所述无标度网络中的排列形式，将各种航班起 降排序方案区分为航班起降中心排序方案和航班起降非中心排序方案，并分别以不同的方 式更新所述航班起降中心排序方案和航班起降非中心排序方案；
[0009] 根据航班起降排序目标函数对更新前后的各种航班起降排序方案进行比较，确定 最新的航班起降全局历史最优排序方案；
[0010] 根据所述最新的航班起降全局历史最优排序方案控制航班的起降。
[0011] 在本发明的一实施例中，还包括：
[0012] 设置用于区分航班起降中心排序方案及航班起降非中心排序方案的度阈值；其 中，航班起降排序方案的度表示在所述无标度网络中与所述航班起降排序方案相邻的航班 起降排序方案的数量；
[0013] 所述根据所述多种航班起降排序方案在所述无标度网络中的排列形式，将各种航 班起降排序方案区分为航班起降中心排序方案和航班起降非中心排序方案，包括：
[0014] 将度值大于所述度阈值的航班起降排序方案定义为航班起降中心排序方案，将度 值小于等于所述度阈值的航班起降排序方案定义为航班起降非中心排序方案；
[0015] 所述航班起降中心排序方案根据
[0016]
【主权项】
1. 一种繁忙终端区流量调控方法，其特征在于，包括： 接收多种航班起降排序方案，将所述多种航班起降排序方案以无标度网络的形式排 列； 根据所述多种航班起降排序方案在所述无标度网络中的排列形式，将各种航班起降排 序方案区分为航班起降中心排序方案和航班起降非中心排序方案，并分别以不同的方式更 新所述航班起降中心排序方案和航班起降非中心排序方案； 根据航班起降排序目标函数对更新前后的各种航班起降排序方案进行比较，确定最新 的航班起降全局历史最优排序方案； 根据所述最新的航班起降全局历史最优排序方案控制航班的起降。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括： 设置用于区分航班起降中心排序方案及航班起降非中心排序方案的度阈值；其中，航 班起降排序方案的度表示在所述无标度网络中与所述航班起降排序方案相邻的航班起降 排序方案的数量； 所述根据所述多种航班起降排序方案在所述无标度网络中的排列形式，将各种航班起 降排序方案区分为航班起降中心排序方案和航班起降非中心排序方案，包括： 将度值大于所述度阈值的航班起降排序方案定义为航班起降中心排序方案，将度值小 于等于所述度阈值的航班起降排序方案定义为航班起降非中心排序方案； 所述航班起降中心排序方案根据
确定更新量，根据 更新航班起降排序方案； 其中，I表示航班起降排序方案的数量，i表示航班起降排序方案的编号，Vi表示第i种 航班起降排序方案的更新量，i表示第i种航班起降排序方案的更新后的排序方案，冗表 示所述第i种航班起降排序方案的第η个邻居航班起降排序方案的历史最优排序方案，X 表示控制航班起降排序方案种群收敛速度的的收缩因子，Ki表示所述第i种航班起降排序 方案的邻居航班起降排序方案的集合的大小，厂(〇,约表示[〇,炉]间的随机量，P为大于〇的 随机数； 所述航班起降非中心排序方案根据 vi = J (y, + u(°^iI) (Pi -xi) + υ?-2) (Pmi - V )) \<i<l 确定更新量，根据 更新排序方案； 其中，I表示航班起降排序方案的数量，i表示航班起降排序方案的编号，Vi表示第i种 航班起降排序方案的优化量，?表示所述第i种航班起降排序方案的更新后排序方案，：p；. 表示所述第i种航班起降排序方案的历史最优方案，^表示所述第i种航班起降排序方案 的所有邻居航班起降排序方案中的历史最优排序方案，X表示控制航班起降排序方案种群 收敛速度的的收缩因子，C1表示自我学习因子，C 2表示社会学习因子，厂(0,C1)表示[0, Cl] 间的随机量，Ci(O-C2)表示[0, C2]间的随机量。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括： 根据所述第i种航班起降排序方案的更新后排序方案，重新确定所述第i种航班起降 排序方案的历史最优排序方案，所述第i种航班起降排序方案的第η个邻居排序方案的 历史最优排序方案，及所述第i种航班起降排序方案的所有邻居航班起降排序方案中的 历史最优排序方案i ; 根据所述^重新确定第i种航班起降中心排序方案的更新量，并根据所述更新量重新 更新所述航班起降中心排序方案； 根据所述及;重新确定所述i种航班起降非中心排序方案的更新量，并根据所述 优化量重新更新所述航班起降非中心排序方案。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于， 所述重新确定所述第i种航班起降排序方案的历史最优方案包括： 通过所述航班起降排序目标函数确定所述第i种航班起降排序方案的更新后排序方 案的函数值，将所述更新后排序方案的函数值与所述第i种航班起降中心排序方案的历史 最优方案对应的函数值进行比较，其中较优的函数值对应的排序方案作为所述第i种排序 方案的新的历史最优排序方案K ; 所述重新确定所述第i种排序方案的第η个邻居排序方案的历史最优排序方案包 括： 通过所述航班起降排序目标函数确定所述第i种排序方案的第η个邻居排序方案的更 新后排序方案的函数值，将所述第η个邻居排序方案的更新后排序方案的函数值与所述第 η个邻居排序方案的历史最优方案对应的函数值进行比较，其中较优的函数值对应的排序 方案作为所述第i种排序方案的第η个邻居排序方案的新的历史最优排序方案^; 所述重新确定所述第i种航班起降排序方案的所有邻居航班起降排序方案中的历史 最优排序方案?包括： 通过所述航班起降排序目标函数确定所述第i种排序方案的所有邻居排序方案的更 新后排序方案的函数值，选择所述函数值中的最优函数值与所述所有邻居排序方案中的历 史最优方案对应的函数值进行比较，其中较优的函数值对应的排序方案作为所述第i种排 序方案的所有邻居排序方案中的新的历史最优排序方案。
5. 根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据航班起降排序目标函 数对更新前后的各种航班起降排序方案进行比较，确定最新的航班起降排序最优方案，包 括： 根据所述航班起降排序目标函数对所述更新前的各种航班起降排序方案进行比较，选 择所述航班起降排序方案中最优的排序方案作为航班起降全局历史最优排序方案； 根据所述航班起降排序目标函数对所述更新后的各种航班起降排序方案进行比较，选 择其中最优的航班起降排序方案与所述航班起降全局历史最优排序方案进行比较，将所述 最优的航班起降排序方案与所述航班起降全局历史最优排序方案中较优的排序方案作为 最新的航班起降历史最优排序方案。
6. 根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述航班起降排序目标函数为：
X L d，d = 1，· · ·，P Xd-Xf^: S df d = I,. . . , P, f = I,. . . , P, d ^ f 其中，P表示飞机的总数量，d和f表示飞机的编号，！^表示飞机d预期起降的时间，Z d 表示飞机d提前或滞后于预期起降时间Td起降的情况下的代价花费，Z t()tal表示所有参与起 降排序优化的飞机的总代价花费，示飞机d的实际起降时间，X ,表示飞机f的实际起 降时间，Ed表示飞机d起降的最早时间，L ,表示飞机d起降的最晚时间，g ,表示飞机d提前 起降时单位时间的代价；匕表示飞机d滞后起降时单位时间的代价，Sdf表示考虑安全因素， 飞机d和飞机f降落时所要求的时间间隔。
【专利摘要】本发明提供一种繁忙终端区流量调控方法，包括：接收多种航班起降排序方案，将所述多种航班起降排序方案以无标度网络的形式排列；根据所述多种航班起降排序方案在所述无标度网络中的排列形式，将各种航班起降排序方案区分为航班起降中心排序方案和航班起降非中心排序方案，并分别以不同的方式更新所述航班起降中心排序方案和航班起降非中心排序方案；根据航班起降排序目标函数对更新前后的各种航班起降排序方案进行比较，确定最新的航班起降全局历史最优排序方案；根据所述最新的航班起降全局历史最优排序方案控制航班的起降。
【IPC分类】G08G5-00
【公开号】CN104732807
【申请号】CN201510133743
【发明人】杜文博, 高阳, 周兴莲, 陈震
【申请人】北京航空航天大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月25日