本发明涉及一种机场内航空器泊位预分配的方法，属于民航机场地面运行保障技术领域。
背景技术：
随着航空运输业的高速发展，促进了航班运输量的提升，在现有的机场环境中，如何最大效率地利用泊位关乎机场整体运行效益；因此，如何智能高效的进行泊位分配成为每个机场保障进程中至关重要的部分，直接关乎航班是否能够正常运转。
在现有技术中，航空器泊位的分配仍然较大程度上依赖人为确定，导致在分配过程中不可避免地因为人为因素而造成分配冲突，并存在停靠廊桥利用率低等问题。
基于上述情况，有必要提供一种计算机场内航空器停靠泊位的方法，建立分配规则，从而实现程序智能化地进行航空器泊位分配。
技术实现要素：
本发明正是针对现有技术存在的不足，提供一种机场内航空器泊位预分配的方法，能够实现程序智能化地进行航空器泊位分配，满足实际使用要求。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：
一种机场内航空器泊位预分配的方法，采用罚分分配方法对泊位进行分配：罚分范围为0分至100分的闭区间，100分代表不能停靠，0分代表最合适停靠，其余分数代表不同的优先顺序且低分优先；
罚分标准包括固定的罚分和航班冲突的罚分；所述固定的罚分包括机型罚分、航空公司罚分、国际国内类型罚分和远近泊位罚分；所述航班冲突的罚分的规则为：当两架航班在同一泊位的情况下，冲突的罚分为100分，间隔时间大于过站最短保障时间的罚分为0分，罚分计算公式：score=0.2*n^2，n是间隔时间与最短保障时间的分钟数差值。
作为上述技术方案的改进，还包括以下步骤：
步骤一、读入罚分规则，建立航空公司可停泊位字典，机型分类对应不同泊位类型；
步骤二、将每天的航班数据信息制作成航班数据表，对航班数据表中的航班数据信息进行处理，筛选出不符合分配条件的航班以及固定分配规则的航班列表，然后对剩下的航班按泊位类型对应机型原则进行分配处理。
作为上述技术方案的改进，在所述步骤二中，每天21点30分开始分配泊位，分配到达时间在22点之后的航班，22点之前到达的航班认定已分配到合适泊位；且航班数据信息分为停场过夜航班和非停场过夜航班，在编号时停场过夜航班的编号为负数，非停场过夜航班的编号为正数；并包括以下步骤：
S1、对停场过夜航班进行泊位分配；
S2、对非停场过夜航班进行泊位分配。
作为上述技术方案的改进，S1包括以下步骤：
S11、处理获取当日的航班数据信息制得航班数据表：处理无法识别规则的数据，排除机型不确定的数据，筛掉目的地为非当前机场的数据，对排除过后剩余的航班数据信息按照时间排序，分别制作到达当前机场和从当前机场出发两张表，并用飞机编号关联两张表，去掉到达时间晚于出发时间的数据，按照时间排序，按照飞机编号和到达时间联合分组，以出发时间升序排序；
S12、按照步骤S11的方式处理次日的航班数据信息得到包含以下信息的航班数据表：次日航班计划中匹配成功的航班，次日到达当前机场的飞机，次日从当前机场出发的航班；
S13、通过飞机编号将步骤S11和S12制得的航班数据表相关联，生成跨两天的航班数据表，然后将航班数据表中的航班分成停场过夜航班和非停场过夜航班：凌晨3点前到达当前机场且6点后出发的航班为所述停场过夜航班，其余为所述非停场过夜航班；
S14、再将所述停场过夜航班分成已经分配好的航班和未分配的航班，所述已经分配好的航班为当天21点30分之前到达当前机场且6点后出发的航班，其余所述停场过夜航班为所述未分配的航班；
S15、建立一个包含以下字段的泊位表：泊位编号、飞机编号、远近标志位、泊位开放时间；对泊位表进行初始化，填入泊位编号以及对应的远近标志位和开放时间；然后将步骤S14中所述已分配好的航班写入泊位表；
S16、对所述未分配的航班按照优先级排序，然后按照航空公司比例分配廊桥泊位，剩余所述未分配的航班按照出发时间排序，越早出发的分到廊桥泊位的概率越大；
S17、分配完廊桥泊位之后，剩余所述未分配的航班放入远泊位，此时飞机需要按照航空公司分类，同一个航空公司的飞机需要尽量离得近，对于可拆分的泊位，如果使用时停放2架C类飞机，必须停放相同航空公司的飞机。
作为上述技术方案的改进，S2包括以下步骤：
S21、逐一读取航班计划中的航班，为每个航班建立一个字典，用来存储航班信息；
S22、对于循环中的一架航班，读取其航空公司对应的泊位列表，建立打分表；
S23、读取对应的机型和国际国内标志位，累计罚分，并更新打分表；
S24、计算冲突罚分：如果冲突，直接罚分100，不冲突按照间隔时间计算，最短过站保障时间以上不扣分，罚分计算公式：score=0.2*n^2，n是间隔时间与最短保障时间的分钟数差值。
S25、若最低分只有一个，则航班直接放入该泊位；
S26、若有多个最低分泊位，则继续计算每个泊位中该航班与相隔最近航班的间隔时间，选择相隔时间最大的泊位停放；
S27、如果出现罚分大于90的泊位，则打印出航班的详细信息；
S28、根据分配结果画出甘特图。
本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：
本发明所述的一种机场内航空器泊位预分配的方法，利用既有的庞大数据做分析，建立可靠的支持体系，保障了泊位分配的合理性；可以高效地预先分配，合理规避人工分配的风险，实现航空器泊位的智能分配，大大减少了人工工作量，提高了泊位分配正确性、廊桥的使用率以及航班保障效率。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。
本实施例所提供的一种机场内航空器泊位预分配的方法包含两个部分：停场过夜的飞机以及非停场过夜的飞机；根据既有数据分析，采用罚分分配方法对泊位进行分配：
制定分配规则时首先要制定统一的罚分标准，固定的罚分包括四个部分：机型罚分、航空公司罚分、国际国内类型罚分和远近泊位罚分。
在具体的罚分中，100分代表了不能停靠，0分代表最合适停靠，其余分数代表不同的优先顺序。机型罚分、国际国内类型罚分和远近泊位罚分写在表A和B中；航空公司罚分写成了字典的形式记在程序中。
除了上面四种固定的罚分以外还有飞机冲突的罚分：
当两架飞机在同一泊位的情况下，冲突的罚分为100分，间隔时间大于过站最短保障时间的罚分为0，罚分计算公式：score=0.2*n^2，n是间隔时间与最短保障时间的分钟数差值。
泊位分配主要流程：
第一步是把固定的规则读入，读入罚分规则A和B两张表。然后建立航空公司可停泊位字典。机型分类对应不同泊位类型。建立机型类型泊位类型规则库C。
第二步处理每天的航班数据信息，制作成航班数据表，然后进行分配。对航班数据信息进行处理，筛选出不符合分配条件的航班以及固定分配规则的航班列表，然后对剩下的航班进行分配，分配过程中读取规则库C中数据，按泊位类型对应机型原则进行分配处理。
在分配过程中主要分为两类：停场过夜航班以及非停场过夜航班。
具体分配过程：
停场过夜航班分配步骤：
1、获取当天的所有航班数据信息；
2、处理获取的航班数据信息：
"""处理无法识别规则的数据"""
"""分配规则库C中需要按机型确定泊位类型，因此排除飞机编号为空、机型不确定的数据"""
"""对排除过后剩余的航班数据信息按照时间排序"""
"""分别制作到达当前机场和从当前机场出发两张表E，F"""
"""用飞机编号关联两张表，得到schedule_join"""
"""去掉到达时间晚于出发时间的数据"""
"""按照时间排序"""
"""按照飞机编号和到达时间联合分组，以出发时间升序排序"""
3、筛掉航班数据表中目的地为非当前机场的数据。
4、按照同样的方式处理次日的航班数据信息得到三个表：
schedule_join
join_fail_arr
join_fail_dep
其中schedule_join是次日航班计划中匹配成功的航班。join_fail_arr 是次日到达当前机场的飞机，join_fail_dep是次日从当前机场出发的航班，在3中得到了当日到达的飞机信息，这两部分用飞机编号连表就生成了跨两天的航班数据信息。
然后将这张表存入schedule_join这张表，生成完整的航班数据表。
5、把完整的航班数据表分成停场过夜和非停场两部分。时间区间取3点到6点，凌晨3点前到达当前机场6点后出发的航班定义为停场过夜航班。
6、再把这部分停场过夜的航班分成两部分：已经分配好的和未分配的。例如晚上8点到达机场，第二天6点出发的航班，虽然属于停场过夜航班，但是并不参与分配，因为8点到达时还没有做第二天的航班计划，所以这架飞机会在不知道出发时间的情况下停靠远泊位。
7、停场过夜，每个泊位最多停放一架飞机，因此建立一张泊位表，将泊位对应飞机填入即可成为结果。首先对这个表初始化，表中包含四个字段：泊位编号、飞机编号、远近标志位、泊位开放时间。初始化时将泊位编号以及对应的远近标志位和开放时间填入。
8、在处理停场过夜分配泊位时，先将6中已分配好的航班写入泊位表，然后处理剩余未分配航班。
9、对于未分配的航班按照优先级排序，然后进行分配：
由于E、F类泊位可停靠C类飞机，而E、F类飞机只能停靠E、F类泊位，所以要把E、F类飞机挑出，优先进行分配，防止C类飞机占用E、F泊位导致E、F类飞机无法停靠。
停场过夜时一般要遵循按照航空公司比例分配廊桥泊位的原则。例如目前经过现场记录有如下航空公司对应廊桥泊位数量：
select_dict['CA']=3
select_dict['CZ']=3
select_dict['KY']=7
select_dict['_3U']=6
select_dict['DR']=4
如果CA飞机大于三架则按照出发时间排序后选择前三架放入廊桥泊位，后面的也是一样。
10、剩余未分配的飞机按照出发时间排序，越早出发的分到廊桥泊位的概率越大，这一步对没有分到廊桥泊位的飞机不作处理。
11、分配完廊桥泊位之后，其余飞机放入远泊位，此时飞机需要按照航空公司分类，因为远泊位保障时，同一个航空公司的飞机需要尽量离得近，在保障的时候比较方便，并且对于可拆分的泊位，如果使用时停放2架C类飞机，必须停放相同航空公司的飞机。
12、按照上述规则，可以将分配所有可以识别的停场过夜航班。利用这个结果当做次日白天分配泊位的初始条件，写入泊位停放字典。
13、为了区别停场过夜航班和非停场过夜航班，在编号时做了处理，晚上的编号为负数，白天的编号为正数。
14、在处理具体数据时，发现有一部分跨两天的飞机并不是停场过夜航班（比如23点30分到达，1点30分出发的航班就不算停场过夜），这部分飞机按照逻辑是在停场过夜航班分配完成后才进行分配。但是这部分飞机的冲突情况不止受到停场过夜航班分配结果影响，还会受到当天分配结果的影响，所以在初始化泊位时，需要保留当天部分飞机。这里我们在处理时把每个泊位的最晚出发飞机时间提取出，保留时间晚于21点30的飞机，将这部分的飞机甘特图表示为21点30分到该飞机出发时间这个区间。
分配泊位有几个重要的时间点：
每天21点30分开始分配泊位；
分配到达时间在22点之后的飞机；
22点之前到达的飞机，我们认为已经被分配到了合适的泊位；
停场过夜的飞机与同泊位的前一架飞机至少相差30分钟。
通过以上的泊位初始化处理，我们得到了一个泊位字典，里面包含两部分，当天21点30之后的泊位占用情况和停场过夜分配情况。
分配完停场过夜航班后，继续进行未分配的航班处理。这部分航班按照时间顺序进行排序，采取先到先处理的原则。
具体分配流程：
1、逐一读取航班计划中的飞机，为每个飞机建立一个字典，用来存储飞机信息。
2、对于循环中的一架飞机，读取其航空公司对应的泊位列表，建立打分表。
3、读取对应的机型和国际国内标志位，累计罚分，并更新打分表。
4、计算冲突罚分：如果冲突，直接罚分100，不冲突按照间隔时间计算，最短过站保障时间以上不扣分，少于最短过站保障时间每少1分钟扣3分。
5、若最低分只有一个，则飞机直接放入该泊位。
6、若有多个最低分泊位，则继续计算每个泊位中该飞机与相隔最近飞机的间隔时间，选择相隔时间最大的泊位停放。
7、如果出现罚分大于90的泊位，则打印出飞机的详细信息。
8、根据分配结果画出甘特图。
以上内容是结合具体的实施例对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明保护的范围。