本發(fā)明涉及一種降低凝結(jié)尾生成的區(qū)域扇區(qū)飛行調(diào)配方法。

背景技術(shù)：

對(duì)高空航行的飛機(jī)進(jìn)行航向、速度、高度的調(diào)配，有利于安全、高效、節(jié)能環(huán)保的使用航路資源。飛行調(diào)配策略是提升航行安全、效率能力的重要方法，目前主要是基于飛行高度層上的飛機(jī)沖突、危險(xiǎn)天氣和航線變更等原因?qū)嵤?。隨著空中交通量的迅速增加和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)空中交通所產(chǎn)生的環(huán)境影響日益關(guān)注，尤其是需要控制航空活動(dòng)導(dǎo)致的溫室效應(yīng)，以保障地球生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定和人類(lèi)生活健康。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者主要從燃油成本、飛行安全和航班延誤角度研究扇區(qū)飛行調(diào)配方法，并沒(méi)有綜合考慮降低凝結(jié)尾生成的飛行調(diào)配方法，其研究目前尚為空白，但環(huán)境承受能力是有限的，為了保證空中交通的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，環(huán)境容量是不可逾越的鴻溝，因此降低凝結(jié)尾生成的區(qū)域扇區(qū)飛行調(diào)配方法研究是亟需開(kāi)展的重要研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種降低凝結(jié)尾生成的區(qū)域扇區(qū)飛行調(diào)配方法。

實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種降低凝結(jié)尾生成的區(qū)域扇區(qū)飛行調(diào)配方法，包括以下步驟：

(1)判斷各個(gè)飛行高度層上凝結(jié)尾生成態(tài)勢(shì)，確定飛機(jī)生成凝結(jié)尾時(shí)所在的飛行高度層；

(2)預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的飛行沖突，構(gòu)建區(qū)域扇區(qū)飛行沖突解脫方法，設(shè)置若干個(gè)飛行沖突調(diào)配策略；

(3)構(gòu)建降低凝結(jié)尾生成的區(qū)域扇區(qū)飛行調(diào)配優(yōu)化模型，得到最優(yōu)的調(diào)配策略的組合，確定降低凝結(jié)尾生成的飛行調(diào)配方法和管制策略。

優(yōu)選地，所述步驟(1)具體包括以下步驟：

(1.1)讀取歷史飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)出區(qū)域扇區(qū)內(nèi)飛機(jī)飛行高度層分布概況；

(1.2)讀取歷史氣象數(shù)據(jù)信息，統(tǒng)計(jì)出與各個(gè)飛行高度層對(duì)應(yīng)的大氣溫度、水面相對(duì)濕度，然后計(jì)算出對(duì)應(yīng)的冰面相對(duì)濕度和臨界相對(duì)濕度；

(1.3)根據(jù)步驟1.2中的計(jì)算結(jié)果，判斷步驟(1.1)中的各個(gè)飛行高度層上凝結(jié)尾生成態(tài)勢(shì)。

優(yōu)選地，所述步驟(1.2)中的冰面相對(duì)濕度表示為：

所述臨界相對(duì)濕度r_critical的計(jì)算公式如下：

T_contrail＝-46.46+9.43ln(G-0.053)+0.72ln²(G-0.053)

其中，代表大氣溫度T下的飽和水汽壓，單位為hPa；e₀代表0℃時(shí)的飽和水汽壓，e₀＝6.11hPa；對(duì)于水面來(lái)說(shuō)，系數(shù)a＝7.5，b＝237.3；T_contrail代表凝結(jié)尾生成的臨界溫度；代表H₂O的排放指數(shù)；C_p代表空氣定壓比熱容，單位為J/kg·K；P代表大氣壓強(qiáng)，單位為hPa；ε代表水的分子質(zhì)量與干空氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量的比值；Q代表燃燒比熱容，單位為J/kg；η代表噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)平均推進(jìn)效率。

優(yōu)選地，所述步驟(1.3)具體為：

當(dāng)水面相對(duì)濕度滿(mǎn)足：RH_critical≤RH_w＜100％，且冰面相對(duì)濕度滿(mǎn)足：RH_i≥100％，飛機(jī)飛行時(shí)形成持續(xù)凝結(jié)尾，根據(jù)該氣象條件，計(jì)算各個(gè)飛行高度層上是否會(huì)產(chǎn)生凝結(jié)尾

優(yōu)選地，所述步驟(3)具體包括以下步驟：

(3.1)以最少凝結(jié)尾生成數(shù)量、最小燃油消耗、最短飛行延誤時(shí)間作為優(yōu)化目標(biāo)，以區(qū)域扇區(qū)飛行安全間隔、區(qū)域扇區(qū)容量、飛機(jī)運(yùn)行性能作為約束條件建立優(yōu)化模型；

(3.2)選取NSGA-II算法對(duì)步驟(3.1)中建立的優(yōu)化模型進(jìn)行求解，得到最優(yōu)的調(diào)配策略的組合。

優(yōu)選地，所述飛行沖突調(diào)配策略包括調(diào)整速度類(lèi)的速度調(diào)配策略、調(diào)整航向類(lèi)的航向調(diào)配策略和調(diào)整高度類(lèi)的高度調(diào)配策略。

優(yōu)選地，所述最少凝結(jié)尾生成數(shù)量為：

其中，F(xiàn)為飛機(jī)集合；FL為扇區(qū)可用高度層集合；W為時(shí)間窗集合；

最小化燃油消耗量可表示為：

其中，F(xiàn)W_i^C為保持巡航平飛時(shí)飛機(jī)i的燃油消耗量；FW_i^V為使用速度調(diào)配策略時(shí)飛機(jī)i所消耗的燃油量；FW_i^D為使用航向調(diào)配策略時(shí)飛機(jī)i所消耗的燃油量；FW_i^H為使用高度調(diào)配策略時(shí)飛機(jī)i所消耗的燃油量；

最短飛行延誤時(shí)間可表示：

飛機(jī)預(yù)計(jì)離開(kāi)扇區(qū)的時(shí)間為ETO_i，若發(fā)生飛行沖突，飛機(jī)實(shí)際離開(kāi)扇區(qū)的時(shí)間為ATO_i；

安全間隔約束：

d_ij≤S_ij

其中，d_ij為飛機(jī)i和飛機(jī)j之間的實(shí)際距離，S_ij為飛機(jī)i和飛機(jī)j之間的安全間隔。

區(qū)域扇區(qū)容量約束：

其中，為航段k在時(shí)間窗w內(nèi)的容量，為航路點(diǎn)_p在時(shí)間窗w內(nèi)的容量。

飛機(jī)運(yùn)行性能約束：

A：速度的增加和減小的變化范圍控制在[-6％,3％]的范圍之內(nèi)：

其中，V₁為調(diào)速前的速度，V₂為調(diào)速后的速度。

B：航向改變的范圍控制在[-π/9,π/9]的范圍內(nèi)(逆時(shí)針為負(fù)，順時(shí)針為正)：

-π/9≤ΔHT_i≤π/9

其中，ΔHT_i為飛機(jī)i的航向改變量。

C：高度的上升和下降最多只能改變一個(gè)高度層：

|ΔH_i|≤600

D：飛機(jī)爬升率和下降率不能超過(guò)最大爬升率和下降率：

其中，為飛機(jī)i的最大爬升率，為飛機(jī)i的最大下降率，和分別為爬升和下降過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間。

優(yōu)選地，所述步驟(3.2)具體包括以下步驟：

(3.2.1)：染色體編碼；對(duì)飛機(jī)航班進(jìn)行染色體編碼，染色體中的基因?yàn)轱w機(jī)在其飛行航路上過(guò)每個(gè)沖突點(diǎn)的飛行沖突調(diào)配策略的編碼；

(3.2.2)：生成初始種群；根據(jù)飛機(jī)初始的飛行路徑和進(jìn)入扇區(qū)時(shí)刻，隨機(jī)生成飛機(jī)在各沖突點(diǎn)的飛行調(diào)配策略，為保證初始解集具備一定的差異性，提高算法獲取全局最優(yōu)解的可能性，要求種群中Hamming距離大于某一預(yù)先設(shè)定值的染色體數(shù)量必須超過(guò)設(shè)定的比例；

(3.2.3)：設(shè)計(jì)適應(yīng)度函數(shù)；為滿(mǎn)足遺傳算法適應(yīng)度函數(shù)的單值、連續(xù)、非負(fù)和最大化等條件，基于區(qū)域扇區(qū)運(yùn)行優(yōu)化模型的三個(gè)目標(biāo)函數(shù)：最小化凝結(jié)尾數(shù)量、最小化燃油消耗和最小化飛行延誤時(shí)間，設(shè)計(jì)適應(yīng)度函數(shù)為：

其中，τ為無(wú)窮大的正數(shù)，N_C為染色體中飛機(jī)存在的沖突次數(shù)，若飛機(jī)在選定調(diào)配策略后仍然存在飛行沖突現(xiàn)象，其適應(yīng)度值會(huì)趨于無(wú)窮小。

(3.2.4)：選擇、交叉、變異；通過(guò)二進(jìn)制錦標(biāo)賽法選擇生成父代種群，再通過(guò)交叉、變異得到子代種群；

(3.2.5)：精英保留策略；對(duì)子代種群的染色體進(jìn)行扇區(qū)飛行沖突探測(cè)與解脫，并判斷是否滿(mǎn)足約束條件，若不滿(mǎn)足需丟棄該染色體，將處理后的子代種群和父代種群合并，計(jì)算染色體的適應(yīng)度值，采用精英保留策略保留較優(yōu)解對(duì)應(yīng)的染色體，生成新種群作為新的父代種群；

(3.2.6)：判斷進(jìn)化代數(shù)是否等于設(shè)定的終止進(jìn)化代數(shù)，否則返回(3.2.4)。

優(yōu)選地，所述飛行沖突包括追趕沖突、對(duì)頭沖突和交叉沖突

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)過(guò)程簡(jiǎn)單，彌補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外在降低凝結(jié)尾生成的多目標(biāo)調(diào)配策略上的空白，在獲取氣象信息和航班流的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，參考航空器管制規(guī)定，提供切實(shí)可行的飛行調(diào)配方法。以上海區(qū)域20號(hào)扇區(qū)(ZSSSAR20)為例，根據(jù)飛機(jī)類(lèi)型和參考《管制一號(hào)規(guī)定》要求，通過(guò)飛行調(diào)配方法優(yōu)化，減少扇區(qū)內(nèi)生成凝結(jié)尾航班數(shù)量達(dá)54％，減少燃油消耗0.4％。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例的整體流程示意圖；

圖2為降低凝結(jié)尾生成的區(qū)域扇區(qū)飛行調(diào)配優(yōu)化算法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細(xì)的描述。

如圖1和2所示，一種降低凝結(jié)尾生成的區(qū)域扇區(qū)飛行調(diào)配方法，包括以下步驟：

(1)判斷各個(gè)飛行高度層上凝結(jié)尾生成態(tài)勢(shì)，確定飛機(jī)生成凝結(jié)尾時(shí)所在的飛行高度層；

(2)預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的飛行沖突，構(gòu)建區(qū)域扇區(qū)飛行沖突解脫方法，設(shè)置若干個(gè)飛行沖突調(diào)配策略；

(3)構(gòu)建降低凝結(jié)尾生成的區(qū)域扇區(qū)飛行調(diào)配優(yōu)化模型，得到最優(yōu)的調(diào)配策略的組合，確定降低凝結(jié)尾生成的飛行調(diào)配方法和管制策略。

優(yōu)選地，所述飛行沖突包括追趕沖突、對(duì)頭沖突和交叉沖突，所述飛行沖突調(diào)配策略包括調(diào)整速度類(lèi)的速度調(diào)配策略、調(diào)整航向類(lèi)的航向調(diào)配策略和調(diào)整高度類(lèi)的高度調(diào)配策略。

優(yōu)選地，所述步驟(1)具體包括以下步驟：

(1.1)讀取歷史飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)出扇區(qū)內(nèi)飛機(jī)飛行高度層分布概況；

在實(shí)際操作過(guò)程中，步驟(1.1)具體是根據(jù)航空公司或管制單位給出的飛機(jī)飛行計(jì)劃或真實(shí)的雷達(dá)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)出扇區(qū)內(nèi)飛機(jī)飛行高度層的分布，比如，一周內(nèi)航空器使用某一高度層的次數(shù)，此統(tǒng)計(jì)過(guò)程可以通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，此處不做贅述。

(1.2)讀取歷史氣象數(shù)據(jù)信息，統(tǒng)計(jì)出與各個(gè)飛行高度層對(duì)應(yīng)的大氣溫度T、水面相對(duì)濕度RH_w，然后計(jì)算出對(duì)應(yīng)的冰面相對(duì)濕度RH_i和臨界相對(duì)濕度r_critical；

前述的大氣溫度T、水面相對(duì)濕度RH_w可以通過(guò)國(guó)家氣象探空數(shù)據(jù)庫(kù)得到的，這里的統(tǒng)計(jì)指的是對(duì)應(yīng)步驟(1.1)中得到的飛機(jī)飛行高度層分布概況，統(tǒng)計(jì)出飛機(jī)運(yùn)行當(dāng)時(shí)的氣象條件，以便進(jìn)行凝結(jié)尾的計(jì)算。

所述冰面相對(duì)濕度RH_i的計(jì)算公式如下：

所述臨界相對(duì)濕度r_critical的計(jì)算公式如下：

T_contrail＝-46.46+9.43ln(G-0.053)+0.72ln²(G-0.053)

其中，代表大氣溫度T下的飽和水汽壓，單位為hPa；e₀代表0℃時(shí)的飽和水汽壓，e₀＝6.11hPa；對(duì)于水面來(lái)說(shuō)，系數(shù)a＝7.5，b＝237.3；T_contrail代表凝結(jié)尾生成的臨界溫度；代表H₂O的排放指數(shù)；C_p代表空氣定壓比熱容，單位為J/kg·K；P代表大氣壓強(qiáng)，單位為hPa；ε代表水的分子質(zhì)量與干空氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量的比值；Q代表燃燒比熱容，單位為J/kg；η代表噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)平均推進(jìn)效率，指發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞給飛行器的推進(jìn)功率與其產(chǎn)生的總機(jī)械功率之比，僅與進(jìn)氣速度(等于飛機(jī)飛行速度)和排氣速度有關(guān)。

(1.3)根據(jù)步驟1.2中的計(jì)算結(jié)果(即得到的氣象數(shù)據(jù))，判斷步驟(1.1)中得到的各個(gè)飛行高度層上凝結(jié)尾生成態(tài)勢(shì)；具體為：當(dāng)水面相對(duì)濕度滿(mǎn)足：RH_critical≤RH_w＜100％，且冰面相對(duì)濕度滿(mǎn)足：RH_i≥100％，飛機(jī)飛行時(shí)形成持續(xù)凝結(jié)尾，即獲取每個(gè)飛行高度層上的氣象條件后，根據(jù)該氣象條件，計(jì)算各個(gè)飛行高度層上是否會(huì)產(chǎn)生凝結(jié)尾。

在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，所述步驟(2)中設(shè)置的若干個(gè)飛行沖突調(diào)配策略如表1所示：

表1

在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，設(shè)置的若干個(gè)飛行沖突調(diào)配策略還可能包括其他的調(diào)配策略，本發(fā)明中不對(duì)具體的飛行沖突調(diào)配策略進(jìn)行限定。

優(yōu)選地，所述步驟(3)具體包括以下步驟：

(3.1)以最少凝結(jié)尾生成數(shù)量、最小燃油消耗量、最短飛行延誤時(shí)間作為優(yōu)化目標(biāo)，以區(qū)域扇區(qū)飛行安全間隔、區(qū)域扇區(qū)容量、飛機(jī)運(yùn)行性能作為約束條件建立優(yōu)化模型；

其中，F(xiàn)為航空器集合，即扇區(qū)內(nèi)所有的航空器的集合；FL為扇區(qū)可用高度層集合，W為時(shí)間窗集合。

最小化凝結(jié)尾數(shù)量可表示為：

最小化燃油消耗量可表示為：

其中，F(xiàn)W_i^C為保持巡航平飛時(shí)飛機(jī)i的燃油消耗量，F(xiàn)W_i^V為使用速度調(diào)配策略時(shí)飛機(jī)i所消耗的燃油量；FW_i^D為使用航向調(diào)配策略時(shí)飛機(jī)i所消耗的燃油量；FW_i^H為使用高度調(diào)配策略時(shí)飛機(jī)i所消耗的燃油量。

飛機(jī)在區(qū)域扇區(qū)飛行的過(guò)程屬于飛行剖面中的巡航階段，巡航階段一般為等高等指示空速或等馬赫數(shù)的平飛運(yùn)動(dòng)，燃油效率較高。因此，巡航平飛時(shí)的燃油消耗量為：

式中：FF_i^C為飛機(jī)i在巡航時(shí)的燃油流率，是與飛機(jī)飛行速度和飛行高度相關(guān)的變量(各機(jī)型在給定高度和給定速度下的燃油流率是確定的，可以通過(guò)查表得到)；為飛機(jī)i在扇區(qū)保持巡航平飛的時(shí)間；當(dāng)發(fā)生飛行沖突，使用不同的沖突調(diào)配策略，飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)也發(fā)生變化，燃油流率和燃油消耗量也隨之改變。

采用速度調(diào)整策略時(shí)，飛機(jī)需經(jīng)歷加速和減速兩個(gè)過(guò)程，燃油消耗量可表示為：

式中：為飛機(jī)i在速度調(diào)整的經(jīng)歷時(shí)間，為決策變量，采用速度調(diào)整策略時(shí)為1，否則為0；

為飛機(jī)i在速度調(diào)整策略實(shí)施前原始速度為V₁時(shí)的燃油流率，為飛機(jī)i在速度調(diào)整策略實(shí)施后速度為V₂時(shí)的燃油流率；

采用航向調(diào)整策略時(shí)，燃油消耗量可表示為：

為決策變量，采用航向調(diào)整策略時(shí)為1，否則為0，為航向調(diào)整過(guò)程中直線平飛的時(shí)間，為航向調(diào)整過(guò)程中轉(zhuǎn)彎的時(shí)間；

C_L1為巡航時(shí)的升力系數(shù)，C_L2為轉(zhuǎn)彎時(shí)的升力系數(shù)；C_D1為巡航時(shí)的阻力系數(shù)，C_D2為轉(zhuǎn)彎時(shí)的阻力系數(shù)；γ為轉(zhuǎn)彎時(shí)飛機(jī)的坡度。

采用高度調(diào)整策略時(shí)，飛機(jī)會(huì)經(jīng)歷爬升和下降，燃油消耗量FW_i^H可表示為：

為決策變量，采用高度調(diào)整策略時(shí)為1，否則為0；FF_i^HC和FF_i^HD分別為爬升和下降燃油流率(可查表得)；和分別為爬升和下降過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間；ΔH_i為飛機(jī)i高度改變量；為新高度層巡航時(shí)間。

最短飛行延誤(即飛行延誤時(shí)間最小)可表示：

飛機(jī)預(yù)計(jì)離開(kāi)扇區(qū)的時(shí)間為ETO_i，若發(fā)生飛行沖突，飛機(jī)實(shí)際離開(kāi)扇區(qū)的時(shí)間為ATO_i。

安全間隔約束：

d_ij≤S_ij

其中，d_ij為飛機(jī)i和飛機(jī)j之間的實(shí)際距離，S_ij為飛機(jī)i和飛機(jī)j之間的安全間隔。

區(qū)域扇區(qū)容量約束：

其中，為航段k在時(shí)間窗w內(nèi)的容量，為航路點(diǎn)p在時(shí)間窗w內(nèi)的容量。

飛機(jī)運(yùn)行性能約束：

A：速度的增加和減小的變化范圍控制在[-6％,3％]的范圍之內(nèi)：

其中，V₁為調(diào)速前的速度，V₂為調(diào)速后的速度。

B：航向改變的范圍控制在[-π/9,π/9]的范圍內(nèi)(逆時(shí)針為負(fù)，順時(shí)針為正)：

-π/9≤ΔHT_i≤π/9

其中，ΔHT_i為飛機(jī)i的航向改變量。

C：高度的上升和下降最多只能改變一個(gè)高度層：

|ΔH_i|≤600

D：飛機(jī)爬升率和下降率不能超過(guò)最大爬升率和下降率：

其中，為飛機(jī)i的最大爬升率，為飛機(jī)i的最大下降率。

(3.2)選取NSGA-II算法對(duì)步驟(3.1)中建立的優(yōu)化模型進(jìn)行求解，得到最優(yōu)的調(diào)配策略的組合，即區(qū)域內(nèi)飛機(jī)為了達(dá)到優(yōu)化模型的最優(yōu)優(yōu)化目標(biāo)，飛行狀態(tài)的調(diào)整結(jié)果。

步驟(3.2)具體包括以下步驟：

(3.2.1)：染色體編碼。對(duì)飛機(jī)航班進(jìn)行染色體編碼，染色體中的基因?yàn)轱w機(jī)在其飛行航路上過(guò)每個(gè)沖突點(diǎn)的飛行沖突調(diào)配策略的編碼，此處的每個(gè)沖突點(diǎn)的飛行沖突調(diào)配策略為步驟(2)中設(shè)的各個(gè)飛行沖突調(diào)整策略。

(3.2.2)：生成初始種群。根據(jù)飛機(jī)初始的飛行路徑和進(jìn)入扇區(qū)時(shí)刻，隨機(jī)生成飛機(jī)在各沖突點(diǎn)的飛行調(diào)配策略，為保證初始解集具備一定的差異性，提高算法獲取全局最優(yōu)解的可能性，要求種群中Hamming距離大于某一預(yù)先設(shè)定值的染色體數(shù)量必須超過(guò)設(shè)定的比例。

(3.2.3)：設(shè)計(jì)適應(yīng)度函數(shù)。為滿(mǎn)足遺傳算法適應(yīng)度函數(shù)的單值、連續(xù)、非負(fù)和最大化等條件，基于區(qū)域扇區(qū)運(yùn)行優(yōu)化模型的三個(gè)目標(biāo)函數(shù)：最小化凝結(jié)尾數(shù)量、最小化燃油消耗和最小化飛行延誤時(shí)間，設(shè)計(jì)適應(yīng)度函數(shù)為：

其中，τ為無(wú)窮大的正數(shù)，N_C為染色體中飛機(jī)存在的沖突次數(shù)，若飛機(jī)在選定調(diào)配策略后仍然存在飛行沖突現(xiàn)象，其適應(yīng)度值會(huì)趨于無(wú)窮小。

(3.2.4)：選擇、交叉、變異。通過(guò)二進(jìn)制錦標(biāo)賽法選擇生成父代種群，再通過(guò)交叉、變異得到子代種群。本發(fā)明的優(yōu)選遺傳算法控制參數(shù)為：種群規(guī)模設(shè)置為400，終止進(jìn)化代數(shù)設(shè)置為700，交叉概率為設(shè)置為0.8，變異概率設(shè)置為0.01，執(zhí)行遺傳操作時(shí)采用線性重組交叉和隨機(jī)因子變異規(guī)則，前述的參數(shù)在本發(fā)明的其他實(shí)施例中可以設(shè)為其他值，本發(fā)明中不對(duì)具體的參數(shù)值進(jìn)行限定。

(3.2.5)：精英保留策略。對(duì)子代種群的染色體進(jìn)行扇區(qū)飛行沖突探測(cè)與解脫，并判斷是否滿(mǎn)足約束條件，若不滿(mǎn)足需丟棄該染色體，將處理后的子代種群和父代種群合并，計(jì)算染色體的適應(yīng)度值，采用精英保留策略保留較優(yōu)解對(duì)應(yīng)的染色體，生成新種群作為新的父代種群。

(3.2.6)：判斷進(jìn)化代數(shù)是否等于設(shè)定的終止進(jìn)化代數(shù)，等于則結(jié)束算法，否則返回(3.2.4)。

本發(fā)明中可以通過(guò)下述不同的試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證本發(fā)明的飛行調(diào)配方法的有效性

一、分析調(diào)配策略中航向、速度和高度三類(lèi)調(diào)配策略對(duì)生成凝結(jié)尾數(shù)量、燃油消耗和沖突次數(shù)的影響

首先對(duì)各個(gè)調(diào)配策略進(jìn)行編碼，優(yōu)選通過(guò)建立飛行沖突調(diào)整編碼表來(lái)實(shí)現(xiàn)，飛行沖突調(diào)整編碼表具體見(jiàn)表1，是對(duì)飛行沖突調(diào)配策略進(jìn)行的組合，如：飛行狀態(tài)不變，編碼0；提升高度，編碼1；下降高度，編碼2；……依次對(duì)各個(gè)調(diào)配策略進(jìn)行編碼(此處的編碼不同于NSGA-II算法求解過(guò)程中的編碼)，以便進(jìn)行后續(xù)分析比較以及靈敏度分析。

表1飛行沖突調(diào)整編碼表

利用步驟(3)中的優(yōu)化模型的求解算法，分析不同的編碼組合在優(yōu)化結(jié)果中對(duì)目標(biāo)函數(shù)(凝結(jié)尾數(shù)量、燃油消耗和沖突次數(shù))的影響，具體為：當(dāng)只使用某一類(lèi)調(diào)配策略時(shí)(航向、速度或者高度)，重復(fù)步驟(3)中的優(yōu)化模型的求解算法，得到一策略?xún)?yōu)化結(jié)果的影響；同樣地，當(dāng)只是用某兩類(lèi)調(diào)配策略，重復(fù)步驟(3)中的優(yōu)化模型的求解算法，得到二策略?xún)?yōu)化結(jié)果的影響，當(dāng)使用全部策略，重復(fù)步驟(3)中的優(yōu)化模型的求解算法，分析不同調(diào)配策略對(duì)優(yōu)化結(jié)果的影響有何不同。

二、分析區(qū)域扇區(qū)內(nèi)不同初始高度層飛行的優(yōu)化結(jié)果，即以不同的飛行高度作為起始高度層時(shí)，使用三類(lèi)調(diào)配策略對(duì)結(jié)果的影響有何不同

具體為：根據(jù)步驟(3)中的優(yōu)化模型的求解算法，分析以不同的飛行高度作為起始高度層時(shí)，使用三類(lèi)調(diào)配策略對(duì)優(yōu)化結(jié)果的影響有何不同。

三、分析區(qū)域扇區(qū)各種調(diào)配策略的比重和各種調(diào)配策略的靈敏度

根據(jù)步驟(3)中的優(yōu)化模型的求解算法，分析在優(yōu)化結(jié)果中，每種編碼調(diào)配策略所占整體比重。

分析每種調(diào)配策略的靈敏度，即，微調(diào)某一編碼策略的比重后，重復(fù)步驟(3)中的優(yōu)化模型的求解算法，得到對(duì)應(yīng)的優(yōu)化結(jié)果，分析其對(duì)目標(biāo)函數(shù)影響有多大改變；統(tǒng)計(jì)完整的調(diào)配策略中為了達(dá)到最優(yōu)結(jié)果，使用每種編碼的次數(shù)占所有編碼總次數(shù)的比重。

本發(fā)明的飛行調(diào)配方法在實(shí)際使用時(shí)，是根據(jù)《管制一號(hào)規(guī)定》的要求，根據(jù)飛機(jī)實(shí)際使用的飛行高度初始值，結(jié)合本發(fā)明中的調(diào)配方法生成的步驟來(lái)確定降低凝結(jié)尾生成的區(qū)域扇區(qū)飛行調(diào)配方法和管制策略。

綜上所述：

本發(fā)明通過(guò)對(duì)歷史氣象數(shù)據(jù)和飛行數(shù)據(jù)的分析，判斷出凝結(jié)尾生成的高度層；為了避免凝結(jié)尾的生成，可以選擇通過(guò)改變飛行高度來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是單一的改變高度會(huì)造成一個(gè)區(qū)域內(nèi)的飛機(jī)發(fā)生混亂，造成飛行沖突，因此，本發(fā)明將減少?zèng)_突和降低凝結(jié)尾生成作為優(yōu)化目標(biāo)，同時(shí)考慮了必要的限制條件(即約束條件)，從而得到最優(yōu)的調(diào)配方法。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。