一种航班调度方法和装置的制造方法_2

文档序号:8905529阅读:来源:国知局
,第d架飞机的空中等待成本 为Ca(d,At),At为空中等待时长,时间段T包括m个安全着陆时间段Ti、T2、…、Tm,A(d) 为VT2、…、Tm中的一个时间段,dG[1,D];
[0037] 处理模块,用于随机生成X个粒子,并根据无标度网络的产生机制建立初始状态 各个粒子的网络拓扑;其中,X大于D,每个粒子包括D维位置矢量和D维速度矢量,所述D 维位置矢量中的第d个元素为第d架飞机的着陆时间段L(d),且L(d)大于等于A(d),所述 D维速度矢量中的第d个元素为第d架飞机的着陆时间段的迭代改变量;所述各个粒子中 的第i个粒子的网络拓扑包括第i个粒子与所述X个粒子中除该粒子之外的其他粒子之间 的相邻关系;根据初始状态各个粒子的位置矢量和各个飞机的空中等待成本,计算各个粒 子当前的位置矢量对应的航班总延误成本,确定各个粒子当前的位置矢量对应的航班总延 误成本为各个粒子的初始的自身历史最好位置;根据各个粒子的当前的位置矢量对应的航 班总延误成本和所述初始状态各个粒子的网络拓扑,确定各个粒子的邻居最好位置和所述 X个粒子的全局最好位置;其中,第i个粒子的邻居最好位置为当前与第i个粒子直接相邻 的粒子的自身历史最好位置中对应的航班总延误成本最小的粒子的自身历史最好位置;所 述X个粒子的全局历史最好位置为所述X个粒子的当前自身历史最好位置中对应的航班总 延误成本最小的自身历史最好位置;开始迭代过程,所述迭代过程包括(1)至(3) ;(1)分 别根据各个粒子的自身历史最好位置和邻居最好位置,更新各个粒子的速度矢量;分别根 据各个粒子的更新后的速度矢量,更新各个粒子的位置矢量;(2)根据更新后的各个粒子 的位置矢量和各个飞机的空中等待成本,计算各个粒子当前的位置矢量对应的航班总延误 成本,并根据由更新后的各个粒子的位置矢量计算的各个粒子的航班总延误成本,确定各 个粒子的自身历史最好位置、邻居最好位置和所述X个粒子的全局历史最好位置;其中,第 i个粒子的自身历史最好位置为在迭代过程中第i个粒子的所有位置矢量中对应的航班总 延误成本最小的位置矢量;(3)判断本次迭代是否达到迭代终止条件,若达到所述迭代终 止条件,则确定当前全局历史最好位置中的D个元素为所述待着陆飞机中各架飞机的着陆 时间段,停止迭代过程;若未达到所述迭代终止条件,则进一步判断本次迭代是否达到拓扑 自适应调整口限,若本次迭代达到所述拓扑自适应调整口限,则对各个粒子的网络拓扑进 行调整;所述调整包括;选择当前所述X个粒子中自身历史最好位置对应的航班总延误成 本最小的P个第一粒子和所述X个粒子中自身历史最好位置对应的航班总延误成本最大的 Q个第二粒子,对每个所述第一粒子,随机选择第一边调整个数个第=粒子,增加第一粒子 与每个第=粒子之间的相邻关系,对每个所述第二粒子,在与所述第二粒子直接相邻的粒 子中,随机选择第二边调整个数个第四粒子,删除第二粒子与每个第四粒子之间的相邻关 系,执行(1);
[003引发送模块,用于分别将所述待着陆飞机中的各架飞机的着陆时间段发送给对应的 飞机。
[0039] 本发明实施例提供的一种航班调度方法,通过本发明实施例提供的一种航班调度 方法,通过在根据航班计划到达时间和各飞机的空中等待成本确定各航班的着陆时间时, 采用无标度网络的产生机制生成各航班着陆时间的粒子群网络拓扑,由于无标度网络的异 质性特点,保证了粒子种群网络拓扑的多样性,并在迭代的过程中,增加航班等待成本最小 的P个粒子与网络拓扑中其他粒子的连接,同时减少航班等待成本最大的Q个粒子与网络 拓扑中其他粒子的连接,由于增加了距离最优航班调度时间结果最近的粒子的连接权重, 降低了距离最优航班调度时间结果最远的粒子的连接权重,使得最终获得的航班着陆时间 的结果的收敛时间缩短,提升了确定各航班的着陆时间的效率。
【附图说明】
[0040] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发 明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可W 根据该些附图获得其他的附图。
[0041] 图1为本发明提供的一种航班调度方法实施例一的流程图;
[0042] 图2为本发明提供的一种航班调度装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0043] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例 中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是 本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员 在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0044] 航班调度的应用场景通常是有若干架飞机在一段时间内W-定的顺序到达某一 机场上空后,需要按照一定的顺序着陆,如何安排飞机的着陆时序同时使得总的航班总等 待成本最小成本航班调度需要解决的问题。本发明实施例提供了一种航班调度方法和装 置。本发明提供的航班调度方法和装置的各个实施例的应用场景包括第一机场和D架飞 机,下面对本发明提供的航班调度方法和装置的实施方式进行具体说明。
[0045] 图1为本发明提供的一种航班调度方法实施例一的流程示意图。
[0046] 如图1所示,本实施例的步骤可W包括:
[0047] S101、获取时间段T内在第一机场待降落的D架飞机的计划到达时间段和空中等 待成本。
[0048] 其中,第d架飞机的计划到达时间段为A(d),第d架飞机的空中等待成本为 Ca(d,At),At为空中等待时长,时间段T包括m个安全着陆时间段Ti、T2、…、Tm,A(d)为 了1、了2、…、Tm中的一个时间段,dG[1,D]。
[0049] 可选的,每个时间段Ti、T2、…、Tm可W等于飞机着陆时间,或者,考虑异常状态时 需要的安全处理时间,每个时间段可W等于飞机着陆时间与安全处理时间的和。
[0化0] 还需要说明的是,本发明提供的航班调度方法也可W应用其他交通工具的调度场 景,例如火车进站的场景,相应的,本发明实施例中的各个飞机的空中等待成本可W转换为 考虑火车的进站等待成本,又如,轮船进入港口或者通过渡口的场景,相应的,飞机的空中 等待成本可W转换为考虑轮船的水上等待成本。
[0化1] S102、随机生成X个粒子,并根据无标度网络的产生机制建立初始状态各个粒子 的网络拓扑。
[0052] 其中,X大于D,每个粒子包括D维位置矢量和D维速度矢量,所述D维位置矢量中 的第d个元素为第d架飞机的着陆时间段L(d),且L(d)大于等于A(d),所述D维速度矢量 中的第d个元素为第d架飞机的着陆时间段的迭代改变量;所述各个粒子中的第i个粒子 的网络拓扑包括第i个粒子与所述X个粒子中除该粒子之外的其他粒子之间的相邻关系。 举例来说,所述X个粒子的网络拓扑中,任两个粒子之间的相邻关系可W包括直接相邻和 不直接相邻两种。
[0化3] 需要说明的是,采用所述无标度网络的产生机制生成网络拓扑通常可W包括"增 长节点"和"优先连接"两个步骤,即从一个具有3。(3。〉1)个节点的连通网络开始,每次引入 一个新的节点,并且连接到S个已存在的节点上,该里S小于或等于S。;一个新节点与一个 已经存在的节点j相连接的概率Pj与节点j的度Kj.满足如下关系:
[0054] Pj.=K/SfKf,其中,Kj为节点j的度。节点的度是指与节点直接相邻的其他节点 的个数。
[0055] 对于本发明实施例来说,可W具体采用如下方式建立初始状态所述X个粒子的网 络拓扑:
[0化6] 在所述X个粒子随机选择3。= 2个粒子作为初始连通网络的2个节点,每次从X个粒子中剩余的粒子中选择一个新的粒子作为一个新的节点,并将其连接到已存在的S个 节点上,S小于或等于S。,该新节点与已经存在的节点j直接相邻的概率Pj与节点j的度KJ 满足如下关系:
[0057] Pj=K/XfKf,其中,Kj为节点j的度。
[005引按照无标度网络的产生机制的特性是网络中各节点的度的分布服从幕率分布,即 少量的节点(相当于中屯、节点)具有大量的连边,类似于全连通网络中的节点,而大量的节 点(相当于非中屯、节点)的连边较少,类似于环形网络中的节点。因此,无标度网络具有较 强的异质性。该样的网络拓扑结构能加强粒子种群的多样性,使得采用本发明提供的航班 调度方法获得的结果不易陷入局部最优。
[0059] 可选的,所述第一机场在Ti、T2、…、Tm时间段的可用跑道容量可W分别为Cl、 〔2、…、Cm,则
[0060] 对于初始状态随机生成的任一粒子中的位置矢量中的D个元素对应的D架飞机的 着陆时间可W满足第一约束条件,所述第一约束条件具体包括:
[0061] 在Ti、T2、…、Tm各个时间段着陆的飞机的数量小于各个时间段的可用跑道容量; 其中,所述第一机场在时间段T内的可用跑道次大于X。
[0062] 可选的,考虑各个飞机能够容忍的延后时长是有限的,初始状态随机生成的各个 粒子中的位置矢量应满足第二约束条件,所述第二约束条件包括:
[0063] 初始状态中各个粒子的位置矢量对应的各个飞机的着陆时间与到达时间的差值 小于航班降落顺序延后理性容忍度。
[0064] 举例来说,
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