(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111532541.5 (22)申请日 2021.12.15 (71)申请人 南京航空航天大 学 地址 210016 江苏省南京市秦淮区御道街 29号 (72)发明人 姚馨宇　包丹文　程昊　田诗佳　 尹俐平　 (74)专利代理 机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 代理人 柏尚春 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/10(2012.01) (54)发明名称 一种基于两阶段优化的机场摆渡车调度方 法 (57)摘要 本发明公开了一种基于两阶段优化的机场 摆渡车调度方法， 获取机场飞行区内摆渡车和航 空器的参数信息； 构建摆渡车调度模型， 建立可 视化调度窗口， 对摆渡车调度过程进行模拟； 实 行第一阶段优化， 以小于最大延 迟时间为约束条 件， 确定摆渡车最优使用数量； 实行第二阶段优 化， 以最小停机位等待时间为目标函数， 以最优 使用数量和小于最大延迟时间为约束条件， 确定 在设定调整的步长和范围下的摆渡车最优发车 时间和平均行驶速度； 通过可视化界面展示摆渡 车调度过程和优化结果。 本发明实现了车队数量 成本和潜在安全风险可能性的降低， 并满足航班 准点率的要求， 对大型机场的摆渡 车安全调度具 有一定的借鉴 意义。 权利要求书2页 说明书9页 附图2页 CN 114330842 A 2022.04.12 CN 114330842 A 1.一种基于 两阶段优化的机场摆 渡车调度方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： (1)获取机场飞行区内摆 渡车和航空器的参数信息； (2)构建摆 渡车调度模型， 建立可视化调度窗口， 对 摆渡车调度过程进行模拟； (3)以小于最大延迟时间为约束条件， 确定摆 渡车最优使用数量； (4)以最小停机位等待时间为目标函数， 以步骤(3)得到的最优车辆使用数量和小于最 大延迟时间为约束条件， 确定在设定调整的步长和范围下的摆渡车最优发车时间和平均行 驶速度； (5)通过可视化界面展示摆 渡车调度过程和优化结果。 2.根据权利要求1所述一种基于两阶段优化的机场摆渡车调度方法， 其特征在于， 步骤 (1)所述参数信息包括机场飞行区摆渡车路径集合、 航空器属性、 摆渡车与航空器的数量、 摆渡车到各个停机位的距离、 航空器接受最早摆渡服务开始时间和最晚摆渡服务结束时 间。 3.根据权利要求1所述一种基于两阶段优化的机场摆渡车调度方法， 其特征在于， 所述 步骤(2)实现过程如下： 将摆渡车vehicle划分为10个车辆子状态， state1为初始状态， state2～state6为服务 离港航班摆渡 车状态转移流程， state7～state10为服务进港航班摆渡 车状态转移流程； 车 辆初始状态state1表示车辆闲置在停车场的车辆， 当接受到任务需求的变迁条件后， state1进入bunc h菱形判断框， 根据航班基本属性判断接下来的车辆状态； 若航班属性为离港航班type1， 则调度车辆状态变为state2， 在State2状态中， 摆渡车 辆在仍停车场等待发车， 待完成等待固定时间， 模拟旅客上客作业任务的变迁后， 产生变 迁， 车辆从停车场 出发， 车辆状态变为state3； 在state3车辆行驶过程中， 通过嵌入的java 语言， 设置车辆的行驶速度， 车辆抵达目的地为state3的变迁条件； State4为摆渡 车在停机 位为航空器提供保障服务的状态， 并且摆渡车进入排队模型系统按照规则排队等待服务， 当摆渡车服务完成后， 根据服务的开始和结束事件判断此次作业是否延误； State5状态表 示摆渡车辆从调度任务 目的地返回车场的过程， 若同时有进港航班调度任务， 则优先调度 state5状态的车辆直接前往进港航班的停机位目的地， 否则进入st ate6状态， 并返回车场 进入state1初始状态； 若航班属性为进港航班type2， 则state1状态或state5状态的摆渡车变迁为state7； 对 于服务进港航班的摆渡车而言， 不需要在停车场等待固定时间以模拟旅客上客过程， 直接 出发前往目的地， 所以st ate7为车辆前往任务目的地的状态， 不需要在车场停 留等待模拟 旅客上客； 当抵达目的地系统中速度判别为false时， 产生变迁， 摆渡 车辆状态变为state8； 多辆摆渡车辆state8状态触发排队事件， 进入排队模型， 服务完成时状态变迁为state9； 当 摆渡车返回车场， 车辆状态变迁为state10； 摆渡车state10状态表示在车场等待固定时间 值以模拟摆渡 车旅客服务， 当旅客服务完成后， 摆渡车辆变迁为初始空闲状态state1， 以接 收下一次调度任务。 4.根据权利要求1所述一种基于两阶段优化的机场摆渡车调度方法， 其特征在于， 所述 步骤(3)实现过程如下： 优化摆渡车队数量降低车辆数量成本， 以最小使用车辆为优化目标， 最小车队数量的 调度结果需满足航班准点率要求， 在车队数量满足航空器保障需求的前提下， 对 车队缩编、权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114330842 A 2扩编， 并在独立条件 下重复多次运行模 型， 对使用不同车队的保障结果进 行分析， 确定最小 摆渡车使用数量。 5.根据权利要求1所述一种基于两阶段优化的机场摆渡车调度方法， 其特征在于， 所述 步骤(4)包括以下步骤： (41)在摆渡车调度模型中新增调整发车时间参数interval_time_x， 当车辆接收到任 务需求信息时， 不会立即前往任务目的地， 而是在车场等待参数规定的时间后， 再前往目的 地； (42)细分车辆速度参数， 在原有车辆速度参数基础上， 根据车辆所服务的航班类型以 及是否完成服务任务， 将速度细分为四类， 服务离港航班时的摆渡车辆平均速度参数 speeddp， 从摆渡 车场出发服务进港的摆渡 车辆平均速度参数speedap1， 服务完离港航班直 接继续服务进港航班时摆渡 车辆平均速度参数speedap2， 摆渡车辆 返程时的平均速度参数 speedback； (43)设定参数， 调整步长和速度上 下界， 设置最小停机位 等待时间目标函数： 其中， 是第i辆车停机位等待时间， α 是停机位等待时间权重， β 是行驶 时间权重， μm是 修正两数据之间体量差异的行驶时间修 正系数, 是第i辆车 行驶时间。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114330842 A 3