协同式地面等待程序中时隙公平分配研究.pdfVIP

62 交通与计算机 2008年第 4期 第 26卷 总 144期 协同式地面等待程序中时隙公平分配研究* 张 荣 胡明华 张洪海 (南京航空航天大学 南京 210016) 摘 要 研究了CDM GDP机场时隙资源的公平分配 问题，提出了基于延误成本公平分配的新的协 同地面等待优化模型。给出了航班延误成本的计算方法 ，将其应用于优化模型中 目标函数 的计算 ，并 利用遗传算法对模型求解 。最后 ，应用 国内某机场 的实际数据进行仿真验证 ，并与 RBS算法作了比 较。仿真结果表明，所提模型不仅能有效地分配 GDP期间的有限时隙，使总延误成本 比RBS算法降 低了l8 ，而且使得航空公司间的延误损失得以均衡，显著提高了分配的公平性。 关键词 协 同决策 ；地面延误程序 ；延误成本 ；公平性 中图分类号：U8，V355．1 文献标志码 ：A 随着我国航空运输业 的迅速发展 ，飞行需求 模型，并利用遗传算法对其求解 。 急剧增加与机场及空域容量供给相对减小之间的 1 建 模 矛盾 日益突出，恶劣天气等突发原因引起机场及 空域容量的急剧下降，严重影响空 中交通 的正常 1．1 问题描述 运行与飞行安全 ，导致大面积的航班延误 ，造成巨 CDM GDP时隙分配可描述为：某机场 GDP 大的经济损失。地面等待程序 (GDP)就是解决 期问由于容量受限产生 m个时隙资源，有 ”架航 此类问题的有效途径[1]。由于传统的GDP缺乏 班等待降落，要求每个时隙只能至多分配给一个 流量管理部 门与航空公司、以及航空公司之 间的 航班，每个航班必须配置一个时隙时间比航班计 信息交互，难以有效地分配时隙资源 。协 同式地 划进场时间晚的时隙。在 CDM GDP程序中，时 面等待程序 (CDM GDP)是一种安全高效 的机场 隙的划分主要依据当时机场的容量，例如 13：O0 流量优化管理措施 ，它是对一般地面等待程序 ～ 14：O0期间，某机场容量为 6架 ／h，则创建出1O GDP的加强与升级 ，它通过与协 同决策 (CDM) min为间隔的时隙 ：13：00、13：10、13：2O…。在程 技术的融合，发展成增强型地面等待程序 (GDP 序执行时间内不能安排降落的航班依次堆积在此 — E)，使得地面等待程序分配的时隙更趋 向合理 后的时段 中，直到所有航班都能降落为止。 化 。 由于机型以及各航班的重要程度不同，相 同 国外对时隙分配的研究起源于 20世纪 9O年 的延误时问会造成不同的延误损失，传统的RBS 代，取得 了较为显著的理论和应用成果。主要有 算法得出的总延误时间最小的分配方法不一定是 RBS(rationbyschedule)与 Compress算法 、以及 总延误成本最小 的分配方法。Vossen和 Ball提 Optiflow优化模型等 ]。其 中，RBS算法 已在 出的基于Optiflow的时隙分配优化模型，取得 了 美国流量管理中应用 ，它是按照 “先来先分配”的 较好 的效果 ，但是没有很好的解决公平 问题。存 原则基于最初航班时刻表的时隙分配算法 。该算 在以下问题 ：①每个航空公司的平均延误差距较 法虽然消除了按预计到达时间分配时隙所产生的 大 ；②只考虑了时问上的延误 ，没有考虑航班延误 “双重惩罚”问题 ，但没有考虑机型、延误时间与成 成本 以及各航空公司的平均延误成本。 本关系等对航班延误成本的影响及航空公司延误