專利名稱：著陸飛行器排序方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交通工具排序方法。它具有用于建立飛行器的著陸序列的具體應(yīng)用。
背景技術(shù)：
一種已知為“尾湍流(wake turbulence)”的現(xiàn)象是由尾渦引起的，只要飛行器機(jī)翼產(chǎn)生升力就會(huì)形成此。機(jī)翼上表面與下表面之間的壓差引發(fā)機(jī)翼尾部氣流的卷起，導(dǎo)致在翼梢的下游旋出大量空氣尾流。這種渦的強(qiáng)度或力度主要上是飛行器重量的函數(shù)，最強(qiáng)的渦由重型飛行器產(chǎn)生。
飛進(jìn)渦里能導(dǎo)致跟隨飛行器的不平衡(可能造成跟隨飛行器墜落)，特別是在跟隨飛行器的質(zhì)量太小或者渦的強(qiáng)度太大的情況下。結(jié)果，不得不在兩次接連飛行器著陸之間保持延遲來規(guī)避這種潛在危險(xiǎn)的情形。這種延遲必須針對于先行和跟隨飛行器的質(zhì)量比按比例延長。
假定有三種飛行器類型(“重型”、“大型”和“小型”)，并且它們之間的安全延遲是它們相對尺寸的增函數(shù)，圖1顯示了一個(gè)表，該表概括了必須在連續(xù)著陸之間保持的延遲(按時(shí)間單位，例如分鐘)。如果所有飛行器正好屬于一個(gè)類型，那么延遲總是最小的。如果到達(dá)的空中交通分成三組，所有的“小型”飛行器先著陸，跟著是所有的“大型”飛行器著陸，最后是所有的“重型”飛行器著陸，則延遲也是最小的。時(shí)間表需求使得可將空中交通組織成這樣完美有序的序列，當(dāng)然是極不可能的。事實(shí)上，屬于全部三種類型的飛行器隨機(jī)地相互跟隨，空中交通管制中心面對的一個(gè)問題是選擇下一允許著陸的飛行器。
空中交通控制中心當(dāng)前使用的兩種系統(tǒng)對到來的飛行器進(jìn)行排序并確保著陸飛行器安全分開，它們是Traffic Management Advisor(TMA)和Final Approach Spacing(FAST)，兩者都由National Aeronautics andSpace Administration(NASA)Ames Research Centre，Moffett Field，Califomia 94035，USA開發(fā)。
這兩種系統(tǒng)基于“先來，先受服務(wù)”(FCFS)對到來的飛行器進(jìn)行排序，在此情況下，首先到來的飛行器在進(jìn)入終點(diǎn)區(qū)域(術(shù)語，用來描述其中向到達(dá)和離開機(jī)場的飛行器提供空中交通管制服務(wù)的空域)時(shí)(以著陸請求)聯(lián)系空中交通管制中心(ATC)，從而首先被分配一著陸時(shí)隙，并且排在序列的開頭。隨后，到來的飛行器被按它們到達(dá)終點(diǎn)區(qū)域并聯(lián)系A(chǔ)TC的順序排入序列中。在排序的飛行器之間應(yīng)用合適的間隔，以服從安全限制。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，基于FCFS對飛行器進(jìn)行排序?qū)е碌陀谧罴阎懰俾?，這導(dǎo)致增加了到達(dá)飛行器的延遲，因?yàn)樗鼈儽黄仍诮K點(diǎn)區(qū)域(通常在等待/保持棧)等待分配著陸時(shí)隙。這又導(dǎo)致航線提供的服務(wù)質(zhì)量降低，并且還導(dǎo)致等候飛行器的燃油消耗增加。

發(fā)明內(nèi)容
依照本發(fā)明第一方面，提供了一種對多個(gè)侯選交通工具進(jìn)行排序的方法，其中上述多個(gè)侯選交通工具中的每個(gè)侯選交通工具是要被分配一序列中的下一位置的侯選，上述方法包括以下步驟(i)接收與上述侯選交通工具中的一個(gè)有關(guān)的信息；(ii)基于上述接收信息和從在上述序列中最新分配一位置的侯選交通工具接收的信息，計(jì)算要指配給上述交通工具的值；(iii)針對每個(gè)上述侯選交通工具重復(fù)步驟(i)和(ii)；(iv)基于上述指配值選擇上述侯選交通工具中的一個(gè)；以及(v)為上述選擇的侯選交通工具分配上述序列中的下一位置。
優(yōu)選地，上述多個(gè)侯選交通工具包括多個(gè)侯選飛行器，上述序列是著陸序列。通過使用與侯選飛行器信息有關(guān)的信息，來自最近被分配序列中的一位置的飛行器的信息，可以為每個(gè)侯選飛行器計(jì)算一值，并可選擇一個(gè)侯選飛行器，并為其分配序列中的下一位置。這個(gè)由此產(chǎn)生的飛行器序列比其它例如基于“先來，先受服務(wù)”產(chǎn)生的序列更優(yōu)化。
優(yōu)選地，上述接收信息接收自與上述接收信息有關(guān)的侯選交通工具，這樣，接收信息更可能是最新的。
優(yōu)選地，上述值表示如果上述侯選交通工具在序列中被分配下一位置，在侯選交通工具與在上述序列中最新分配一位置的侯選交通工具之間必須保持的間距。這樣，減小了接連的交通工具之間的平均間隔。
優(yōu)選地，如果上述侯選交通工具在序列中被分配下一位置，上述值表示上述侯選交通工具經(jīng)歷的延遲。這樣，減小了侯選交通工具經(jīng)歷的平均延遲。
依照本發(fā)明的第二方面，提供一種操作排序裝置來對多個(gè)侯選交通工具進(jìn)行排序的方法，其中，上述多個(gè)侯選交通工具中的每個(gè)侯選交通工具是要被分配到一序列中的下一位置的侯選，上述方法包括以下步驟(i)接收與上述侯選交通工具中的一個(gè)有關(guān)的信息；(ii)基于上述接收信息和從在上述序列中最新分配一位置的侯選交通工具接收的信息，計(jì)算要指配給上述交通工具的值；(iii)針對每個(gè)上述侯選交通工具重復(fù)步驟(i)和(ii)；(iv)基于上述指配值選擇上述侯選交通工具中的一個(gè)；以及(v)為上述選擇的侯選交通工具分配上述序列中的下一位置。
優(yōu)選地上述方法還包括以下步驟(vi)將上述序列中的下一位置的詳情發(fā)送給上述選擇的侯選交通工具。
依照本發(fā)明的第三方面，提供排序裝置，其被設(shè)置為進(jìn)行操作以對多個(gè)侯選交通工具進(jìn)行排序，其中，上述多個(gè)侯選交通工具中的每個(gè)侯選交通工具是要被分配到一序列中的下一位置的侯選，上述數(shù)據(jù)處理裝置包括接收裝置，接收與上述侯選交通工具中的一個(gè)有關(guān)的信息；計(jì)算裝置，基于上述接收信息和從在上述序列中最新分配一位置的侯選交通工具接收的信息，計(jì)算要指配給上述交通工具的值；選擇裝置，基于上述指配值選擇上述侯選交通工具中的一個(gè)；以及分配裝置，用于為上述選擇的侯選交通工具分配上述序列中的下一位置。
依照本發(fā)明的第四方面，提供排序裝置，其被設(shè)置為進(jìn)行操作以對多個(gè)侯選交通工具進(jìn)行排序，其中，上述多個(gè)侯選交通工具中的每個(gè)侯選交通工具是要被分配到一序列中的下一位置的侯選，上述數(shù)據(jù)處理裝置包括接收器，被設(shè)置為進(jìn)行操作以接收與上述侯選交通工具中的一個(gè)有關(guān)的信息；計(jì)算器，被設(shè)置為進(jìn)行操作以基于上述接收信息和從在上述序列中最新分配一位置的侯選交通工具接收的信息，計(jì)算要指配給上述交通工具的值；選擇器，被設(shè)置為進(jìn)行操作以基于上述指配值選擇上述侯選交通工具中的一個(gè)；以及分配器，被設(shè)置為進(jìn)行操作以為上述選擇的侯選交通工具分配上述序列中的下一位置。
依照本發(fā)明的第五方面，提供一種攜帶指令程序的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)載體，該指令程序可由處理裝置執(zhí)行，以執(zhí)行如本發(fā)明第一方面所述的方法步驟。


下面參照附圖僅通過舉例來描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中相同標(biāo)號涉及相同部分，其中圖1顯示了一個(gè)表，該表概括了飛行器順序著陸之間必須保持的延遲；圖2例示了飛行器接近目的地機(jī)場；圖3例示了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的軟件的示意圖；圖4是例示飛行器排序過程的第一階段的流程圖；圖5是例示飛行器排序過程的剩余階段的流程圖；圖6是例示依照本發(fā)明實(shí)施例的成本函數(shù)計(jì)算的流程圖；圖7是例示依照本發(fā)明實(shí)施例的著陸時(shí)隙計(jì)算的流程圖；
圖8是示出基于“先來，先受服務(wù)”對飛行器進(jìn)行排序的結(jié)果的表；圖9是示出依照本發(fā)明實(shí)施例對飛行器進(jìn)行排序的結(jié)果的表；圖10是一圖表，其顯示了基于“先來，先受服務(wù)”排序的飛行器經(jīng)受的延遲與依照本發(fā)明實(shí)施例排序的飛行器經(jīng)受的延遲之間的比較。
具體實(shí)施例方式
參照圖2，顯示有多個(gè)飛行器201在終點(diǎn)區(qū)域ATC 203的控制下接近終點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的目的地機(jī)場。為了在目的地機(jī)場請求一著陸時(shí)隙，每一飛行器201一進(jìn)入終點(diǎn)區(qū)域就必須聯(lián)系終點(diǎn)區(qū)域ATC 203。飛行器以不可預(yù)料的方式(即，按隨機(jī)順序)到達(dá)終點(diǎn)區(qū)域。
終點(diǎn)區(qū)域ATC 203內(nèi)的計(jì)算機(jī)205在可執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)飛行器序列選擇過程的軟件控制下進(jìn)行操作。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的軟件的任何部分或者全部，都可以包含在各種傳輸和/或存儲(chǔ)介質(zhì)如軟盤、CD-ROM或磁帶上，以便它可以被加載到計(jì)算機(jī)上，或者可以通過使用合適傳輸介質(zhì)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來下載。
參照圖3，加載到計(jì)算機(jī)205上的軟件通過在動(dòng)態(tài)集合301內(nèi)為實(shí)體(E1，E2，E3，...En)指配優(yōu)先級和/或?qū)ζ溥M(jìn)行修改來進(jìn)行操作。與每個(gè)實(shí)體(En)相關(guān)聯(lián)的是實(shí)時(shí)變量[x(En)，y(En)]的集合。該軟件還包括調(diào)度器303，調(diào)度器303依照最佳化算法進(jìn)行操作以更新存儲(chǔ)在動(dòng)態(tài)集合301中的實(shí)體的優(yōu)先級，并將它們移到靜態(tài)集合305。每個(gè)實(shí)體代表一個(gè)進(jìn)入終點(diǎn)區(qū)域的飛行器。飛行器等待被分配一由動(dòng)態(tài)集合301表示的等待/保持堆棧中的著陸時(shí)隙。利用最佳化算法，ATC(由調(diào)度器303表示)確定由靜態(tài)集合305表示的著陸序列的順序。與每個(gè)實(shí)體相關(guān)聯(lián)的實(shí)時(shí)變量的例子有飛行器航班標(biāo)識號、飛行器尺寸以及飛行器到達(dá)目的地的估計(jì)到達(dá)時(shí)間(ETA)。
還對每個(gè)實(shí)體定義了兩個(gè)實(shí)時(shí)變量In和Dn，用于調(diào)度器的算法中。In是在實(shí)體En表示的飛行器被分配了下一著陸時(shí)隙的情況下到靜態(tài)集合305中最晚的實(shí)體表示的飛行器的間隔。(記住這在上面參照圖1描述過)。Dn是在實(shí)體En表示的飛行器被分配了下一著陸時(shí)隙的情況下與飛行器的ETA相比時(shí)的實(shí)體En表示的飛行器的延遲。
將兩個(gè)變量In和Dn組合到成本函數(shù)f(I，D)中，成本函數(shù)f(I，D)表示將下一可用著陸時(shí)隙分配給實(shí)體En表示的飛行器的關(guān)聯(lián)“成本”。兩個(gè)變量In和Dn在該成本函數(shù)中的相對權(quán)重是可調(diào)的，并且被定義為兩個(gè)指數(shù)α和β的值。下面用完整的公式[1]來表示成本函數(shù)f(In，Dn)f(In,Dn)=InαDnβ---[1]]]>從動(dòng)態(tài)集合選擇一個(gè)實(shí)體并將它傳到靜態(tài)集合(即，將下一可用時(shí)隙分配給由實(shí)體En表示的飛行器)的成本，與間隔In的α次冪成正比，而與延遲Dn的β次冪成反比。低間隔和高延遲將減少選擇特殊實(shí)體的成本，因此減少向所表示的飛行器分配著陸時(shí)隙的成本。飛行器已經(jīng)等候分配時(shí)隙越久，就越可能分配到下一可用時(shí)隙。然而，一切是均等的(即，所有的飛行器具有相似的延遲)，具有最短間隔的飛行器將被選擇。這對于最大化飛行器的通過量、減少等候飛行器排長隊(duì)的機(jī)會(huì)，并且因此有益于機(jī)場和飛行器兩者，都是最佳的。
在有損延遲Dn的情況下，增加α將增加間隔In的權(quán)重。這典型地導(dǎo)致在接連的飛行器之間間隔最小。另一方面，在有損間隔In的情況下，增加β將增加延遲Dn的權(quán)重，這典型地導(dǎo)致延遲減少，因此減少了到來飛行器的等候時(shí)間。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，α和β的值設(shè)置為α＝1.0、β＝2.0.，然而，可以修改α和/或β的值以反映優(yōu)先級的變化。不同的飛行器可以具有不同的優(yōu)先級，例如因?yàn)轱w行器上的緊急情形、飛行器攜帶的燃油量、飛行器航程總持續(xù)時(shí)間、飛行器上的貨物種類和/或飛行器上的乘客等。結(jié)果，被認(rèn)為是“可接受延遲”的情況可能因此而改變。
此外，可將其它變量和/或參數(shù)加到公式[1]，以計(jì)入優(yōu)選實(shí)施例中未包括的其它因素，例如，飛行器的固有優(yōu)先級、飛行器的當(dāng)前燃油消耗量和/或燃油裝載量、當(dāng)前大氣條件、天氣預(yù)報(bào)等。這將只修改成本函數(shù)返回的輸出變量，該輸出變量被調(diào)度器用作決策基礎(chǔ)。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，確定地做出以下決策哪個(gè)飛行器應(yīng)從動(dòng)態(tài)集合移到靜態(tài)集合，因此，哪個(gè)飛行器應(yīng)被分配下一可用著陸時(shí)隙，即，具有最低成本的實(shí)體被移動(dòng)。
參照圖4，在進(jìn)入終點(diǎn)區(qū)域時(shí)，接近的飛行器201通過無線電通信聯(lián)系終點(diǎn)區(qū)域ATC 203(步驟401)以請求一著陸時(shí)隙。這假定發(fā)生在飛行器到達(dá)其目的地的估計(jì)到達(dá)時(shí)間(ETA)之前的10到20分鐘之間的任何時(shí)間。該最初聯(lián)系消息包含這樣的信息，如飛行器的航班標(biāo)識號、飛行器的尺寸以及飛行器的ETA。在接收到該聯(lián)系消息時(shí)，終點(diǎn)區(qū)域203通過向請求飛行器201回送一消息(包括在等待/保持堆棧中等待的順序)(步驟403)對這個(gè)消息進(jìn)行應(yīng)答。同時(shí)，由終點(diǎn)區(qū)域ATC 203生成一表示請求飛行器201的實(shí)體，并將其添加到動(dòng)態(tài)集合301(步驟405)。這例如是通過與計(jì)算機(jī)205相連的鍵盤(或其它類似的輸入裝置)將相關(guān)信息輸入到計(jì)算機(jī)205上來實(shí)現(xiàn)的。在其它實(shí)施例中，可將信息經(jīng)由在請求飛行器和終點(diǎn)區(qū)域ATC 203之間建立的數(shù)據(jù)鏈路自動(dòng)輸入到計(jì)算機(jī)205中。與該實(shí)體關(guān)聯(lián)的是表示由飛行器發(fā)送到終點(diǎn)區(qū)域ATC 203的信息的實(shí)時(shí)變量。無論飛行器201何時(shí)進(jìn)入終點(diǎn)區(qū)域，都重復(fù)上面參照圖4描述的過程。每分鐘都可能有幾個(gè)飛行器201進(jìn)入終點(diǎn)區(qū)域，聯(lián)系終點(diǎn)區(qū)域ATC 203以請求著陸時(shí)隙。這導(dǎo)致要生成幾個(gè)實(shí)體并將其加入動(dòng)態(tài)集合。
參照圖5，更詳細(xì)地描述調(diào)度器的操作。首先，初始化調(diào)度器的新會(huì)話(步驟501)。為要由調(diào)度器分配的每個(gè)著陸時(shí)隙開始一新會(huì)話。在優(yōu)選實(shí)施例中調(diào)度器每分鐘運(yùn)行一次，盡管在其它實(shí)施例中每分鐘更多或更少會(huì)話可能更合適。
調(diào)度器接著針對表示已聯(lián)系終點(diǎn)區(qū)域ATC 203的飛行器的下一實(shí)體提取信息(步驟503)。提取的信息是飛行器在其初始聯(lián)系消息(圖4，步驟401)中發(fā)送給終點(diǎn)區(qū)域ATC 203的信息。調(diào)度器然后檢查(步驟505)當(dāng)前被處理實(shí)體是否已在動(dòng)態(tài)集合中等待超過一規(guī)定時(shí)間段，例如30分鐘。(應(yīng)意識到，這相當(dāng)于飛行器在等待/保持堆棧中等待30分鐘以上)。如果該檢查產(chǎn)生一正結(jié)果，那么終點(diǎn)區(qū)域ATC 203聯(lián)系該實(shí)體表示的飛行器，以將其重定向到另一機(jī)場(步驟507)，并且從動(dòng)態(tài)集合中刪除這個(gè)代表實(shí)體。如果檢查是否定的，那么調(diào)度器繼續(xù)為這個(gè)實(shí)體計(jì)算成本函數(shù)(步驟509)。成本函數(shù)的計(jì)算在下面將會(huì)有更詳細(xì)的描述。
調(diào)度器接著檢查(步驟511)剛計(jì)算的成本函數(shù)在該會(huì)話期內(nèi)迄今計(jì)算出的中是否是最低的。如果是迄今計(jì)算出的中最低的，那么將這個(gè)實(shí)體臨時(shí)歸類為最佳選擇實(shí)體(步驟513)，直到另一實(shí)體的成本函數(shù)更低為止。在當(dāng)前會(huì)話中計(jì)算了第一個(gè)實(shí)體的成本函數(shù)后，調(diào)度器接著檢查(步驟515)是否已計(jì)算過針對當(dāng)前在動(dòng)態(tài)集合內(nèi)的所有實(shí)體的成本函數(shù)。如果檢查結(jié)果是否定的，那么重復(fù)步驟503到515。如果已計(jì)算過針對當(dāng)前在動(dòng)態(tài)集合內(nèi)的所有實(shí)體的成本函數(shù)，則接著將已被歸類為最佳選擇實(shí)體的實(shí)體從動(dòng)態(tài)集合移到靜態(tài)集合(步驟517)，調(diào)度器計(jì)算(步驟518)下一可用著陸時(shí)隙，以分配給最佳選擇實(shí)體表示的飛行器。下面更詳細(xì)地描述著陸時(shí)隙的計(jì)算。
在已計(jì)算了要分配給最佳選擇實(shí)體表示的飛行器的著陸時(shí)隙后，調(diào)度器檢查與該飛行器關(guān)聯(lián)的延遲(即，該飛行器的分配著陸時(shí)隙與其ETA之間的差)是否比指定時(shí)間段(例如，六十分鐘)長。如果該檢查的結(jié)果是肯定的，那么終點(diǎn)區(qū)域ATC 203聯(lián)系飛行器，以將其改向至另一機(jī)場(步驟521)，此后開始調(diào)度器的新會(huì)話。如果檢查結(jié)果是否定的，那么終點(diǎn)區(qū)域ATC 203聯(lián)系飛行器，并向其通知其分配著陸時(shí)隙，同時(shí)開始調(diào)度器的新會(huì)話。
參照圖6，更詳細(xì)地解釋(在步驟5執(zhí)行的)成本函數(shù)的計(jì)算。調(diào)度器首先從由動(dòng)態(tài)集合移到靜態(tài)集合的最后實(shí)體提取信息(步驟601)。應(yīng)意識到，這個(gè)實(shí)體表示要被分配著陸時(shí)隙的最新近飛行器。提取的信息包括最新近飛行器的尺寸和分配給它的著陸時(shí)隙。使用這個(gè)信息和當(dāng)前被處理實(shí)體表示的飛行器的尺寸(應(yīng)該記得這是在步驟503提取的)，調(diào)度器接著計(jì)算(步驟603)兩架飛行器之間必須具有的間隔(I)，如果當(dāng)前被處理實(shí)體表示的飛行器被分配了下一著陸時(shí)隙。在本實(shí)施例中，接連飛行器之間的間隔是上面參照圖1中的表所描述的，盡管其它規(guī)定的間隔也是可能的。調(diào)度器接著可將這個(gè)間隔加給分配給最新近飛行器的著陸時(shí)隙，以為當(dāng)前被處理實(shí)體表示的飛行器計(jì)算(步驟605)一建議著陸時(shí)隙。調(diào)度器接著可以計(jì)算當(dāng)前被處理實(shí)體表示的飛行器在被分配了該著陸時(shí)隙時(shí)經(jīng)受的延遲(D)(步驟607)，這通過對所述著陸時(shí)隙與飛行器的ETA進(jìn)行比較來執(zhí)行。最后，調(diào)度器可以使用間隔I和延遲D計(jì)算當(dāng)前被處理實(shí)體的成本函數(shù)(步驟609)。
參照圖7，更詳細(xì)地描述(在步驟518執(zhí)行的)著陸時(shí)隙的計(jì)算。調(diào)度器首先從自動(dòng)態(tài)集合移到靜態(tài)集合的最后實(shí)體提取信息(步驟701)。應(yīng)意識到，這個(gè)實(shí)體表示要被分配著陸時(shí)隙的最新近飛行器。提取的信息包括最新近飛行器的尺寸和分配給它的著陸時(shí)隙。使用該信息和由調(diào)度器在步驟703提取的最佳選擇實(shí)體表示的飛行器的尺寸，調(diào)度器接著基于上面參照圖1中的表所規(guī)定的間隔計(jì)算(步驟705)兩個(gè)飛行器之間必須具有的間隔。最后，調(diào)度器將這個(gè)間隔加給分配到最新近飛行器的著陸時(shí)隙，以為最佳選擇實(shí)體表示的飛行器計(jì)算(步驟707)著陸時(shí)隙。
應(yīng)意識到，在為最佳選擇實(shí)體計(jì)算成本函數(shù)的過程中(在步驟509中)，計(jì)算了針對最佳選擇實(shí)體表示的飛行器的建議著陸時(shí)隙(在步驟605中)。因此在另選實(shí)施例中，該信息可由計(jì)算機(jī)205暫時(shí)存儲(chǔ)，并由終點(diǎn)區(qū)域ATC 203在聯(lián)系飛行器并向其通知其分配著陸時(shí)隙(在步驟523中)時(shí)使用。
圖8例示了基于“先來，先受服務(wù)”對于0817到0859期間制成的著陸序列。圖9例示了依照本發(fā)明計(jì)算的針對同一時(shí)段并針對同一交通模式(同樣的飛行器，同樣的到達(dá)順序)的著陸序列。
圖8和圖9中的表按“著陸時(shí)間”來排序，“著陸時(shí)間”指飛行器在其目的地著陸的時(shí)間?！帮w行ID”指飛行器的航班標(biāo)識號，“類別”指飛行器的尺寸類別，“ATC聯(lián)系”指飛行器在進(jìn)入終點(diǎn)區(qū)域時(shí)向終點(diǎn)區(qū)域ATC 203發(fā)送最初聯(lián)系消息的時(shí)間，“ETA”指飛行器到達(dá)其目的地的估計(jì)到達(dá)時(shí)間，“ATC分配”指終點(diǎn)區(qū)域ATC 203以已分配著陸時(shí)隙的詳情聯(lián)系飛行器時(shí)的時(shí)間，“延遲”指飛行器的ETA與其實(shí)際著陸時(shí)間之間的差。
表9中的陰影行表示在某些先前飛行器之前聯(lián)系終點(diǎn)區(qū)域ATC 203但被分配比先前飛行器晚的著陸時(shí)隙的飛行器。(當(dāng)基于“先來，先服務(wù)”確定著陸序列時(shí)，但僅當(dāng)聯(lián)系終點(diǎn)區(qū)域ATC 203的飛行器的ETA比某些隨后的飛行器晚時(shí)，可能發(fā)生這一系列事件。這由表8中的陰影行顯示)。
參照圖8，在0817到0859之間的42分鐘期間，30架飛行器著陸。它們之間的平均間隔是1分25秒，每架飛行器遭受的平均延遲是18分鐘44秒。參照圖9，在同樣的42分鐘期間，37架飛行器著陸。它們之間的平均間隔僅僅是1分10秒，每架飛行器遭受的平均延遲已經(jīng)下降到15分16秒。這表示目的地容量增加23.3％，到達(dá)飛行器遭受的延遲減少18.5％，接連飛行器著陸之間的平均間隔減少17.4％。這對于運(yùn)營飛行器的航線轉(zhuǎn)化為服務(wù)質(zhì)量上的巨大改進(jìn)，包括大的燃料消耗縮減和由于容量增加導(dǎo)致機(jī)場收入的增加。
圖10中的圖表概括了這個(gè)比較。它是飛行器遭受的延遲與著陸目的地的日時(shí)的曲線圖。到中午，幾乎所有的飛行器延遲至少30分鐘，并且由于缺少最佳化這種情形繼續(xù)惡化，額外的空中交通量不能被吸收，等待/保持隊(duì)列只能繼續(xù)增長。相反，依照本發(fā)明飛行排序的航班遭受的延遲整個(gè)白天都保持恒定。到白天末，基于“先來，先受服務(wù)”排序的三個(gè)飛行器不得不改線到另一個(gè)目的地，因?yàn)樗鼈冊馐艿难舆t超過最大允許延遲(在此例中為1個(gè)小時(shí))。飛行器遭受的平均延遲超過30分鐘，而依照本發(fā)明排序的飛行器遭受的平均延遲則小于10分鐘。
雖然在上面描述的實(shí)施例中確定地做出以下決策哪個(gè)實(shí)體應(yīng)從動(dòng)態(tài)集合移到靜態(tài)集合，因此，哪個(gè)飛行器應(yīng)被分配下一可用著陸時(shí)隙，但也可以基于類似以下的函數(shù)概率性地做出決策Cx=f(Ix,Dx)Σi=1Nf(Ii,Di)]]>Px=1-CxΣi=1N1-Ci]]>這里N是當(dāng)前等候在動(dòng)態(tài)集合中的實(shí)體的數(shù)目，Cx是選擇實(shí)體x的相對成本，Px是選中實(shí)體x的概率。
雖然上述實(shí)施例涉及飛行器的著陸順序，顯然，本發(fā)明適用于在其行進(jìn)中對其后面的環(huán)境造成干擾的情況下的任何交通工具的排序。這種情形的一個(gè)例子是在其后面留下尾流的艦/艇。
本發(fā)明成功地使交通工具排列最佳化。測試結(jié)果表明，排序飛行器依照本發(fā)明著陸，導(dǎo)致機(jī)場容量增長(由于更多的飛行器能經(jīng)常著陸)，和由運(yùn)營這些飛行器的航線提供的服務(wù)質(zhì)量的改進(jìn)(由于飛行器遭受的延遲被縮減)。這兩個(gè)目的在以前被認(rèn)為是不相容的。
權(quán)利要求
1.一種對多個(gè)侯選交通工具進(jìn)行排序的方法，其中上述多個(gè)侯選交通工具中的每個(gè)侯選交通工具是要被分配到一序列中的下一位置的侯選，上述方法包括以下步驟(i)接收與上述侯選交通工具中的一個(gè)有關(guān)的信息；(ii)基于上述接收信息和從在上述序列中最新分配一位置的侯選交通工具接收的信息，計(jì)算要指配給上述交通工具的值；(iii)針對每個(gè)上述侯選交通工具重復(fù)步驟(i)和(ii)；(iv)基于上述指配值選擇上述侯選交通工具中的一個(gè)；以及(v)為上述選擇的侯選交通工具分配上述序列中的下一位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，上述交通工具是飛行器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，上述序列是著陸序列。
4.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的方法，其中，上述接收信息接收自與上述接收信息有關(guān)的侯選交通工具。
5.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的方法，其中，上述接收信息包括涉及與上述信息有關(guān)的侯選交通工具的尺寸。
6.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的方法，其中，如果上述侯選交通工具在序列中被分配下一位置，上述值表示在侯選交通工具與在上述序列中最新分配一位置的侯選交通工具之間必須保持的間距。
7.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的方法，其中，如果上述侯選交通工具在序列中被分配下一位置，上述值表示上述侯選交通工具經(jīng)歷的延遲。
8.一種操作排序裝置來對多個(gè)侯選交通工具進(jìn)行排序的方法，其中，上述多個(gè)侯選交通工具中的每個(gè)侯選交通工具是要被分配到一序列中的下一位置的侯選，上述方法包括以下步驟(i)接收與上述侯選交通工具中的一個(gè)有關(guān)的信息；(ii)基于上述接收信息和從在上述序列中最新分配一位置的侯選交通工具接收的信息，計(jì)算要指配給上述交通工具的值；(iii)針對每個(gè)上述侯選交通工具重復(fù)步驟(i)和(ii)；(iv)基于上述指配值選擇上述侯選交通工具中的一個(gè)；以及(v)為上述選擇的侯選交通工具分配上述序列中的下一位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括以下步驟(vi)將上述序列中的下一位置的詳情發(fā)送給上述選擇的侯選交通工具。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其中，上述交通工具是飛行器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，上述序列是著陸序列。
12.排序裝置，被設(shè)置為進(jìn)行操作以對多個(gè)侯選交通工具進(jìn)行排序，其中，上述多個(gè)侯選交通工具中的每個(gè)侯選交通工具是要被分配到一序列中的下一位置的侯選，上述數(shù)據(jù)處理裝置包括接收裝置，接收與上述侯選交通工具中的一個(gè)有關(guān)的信息；計(jì)算裝置，基于上述接收信息和從在上述序列中最新分配一位置的侯選交通工具接收的信息，計(jì)算要指配給上述交通工具的值；選擇裝置，基于上述指配值選擇上述侯選交通工具中的一個(gè)；以及分配裝置，用于為上述選擇的侯選交通工具分配上述序列中的下一位置。
13.排序裝置，被設(shè)置為進(jìn)行操作以對多個(gè)侯選交通工具進(jìn)行排序，其中，上述多個(gè)侯選交通工具中的每個(gè)侯選交通工具是要被分配到一序列中的下一位置的侯選，上述數(shù)據(jù)處理裝置包括接收器，被設(shè)置為進(jìn)行操作以接收與上述侯選交通工具中的一個(gè)有關(guān)的信息；計(jì)算器，被設(shè)置為進(jìn)行操作以基于上述接收信息和從在上述序列中最新分配一位置的侯選交通工具接收的信息，計(jì)算要指配給上述交通工具的值；選擇器，被設(shè)置為進(jìn)行操作以基于上述指配值選擇上述侯選交通工具中的一個(gè)；以及分配器，被設(shè)置為進(jìn)行操作以為上述選擇的侯選交通工具分配上述序列中的下一位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的排序裝置，其中，上述交通工具是飛行器。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的排序裝置，其中，上述序列是著陸序列。
16.一種攜帶指令程序的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)載體，該指令程序可由處理裝置執(zhí)行，以執(zhí)行如權(quán)利要求1到7中的任何一項(xiàng)所述的方法步驟。
全文摘要
許多類型的交通工具在行進(jìn)時(shí)將干擾它們后面的環(huán)境。結(jié)果，在兩架接連的交通工具之間不得不保持一延遲，來避免由先行交通工具引起的干擾環(huán)境不利影響跟隨交通工具的情形。以前，基于“先來，先受服務(wù)”執(zhí)行排序，但是這不能令人滿意。公開了一種對多個(gè)交通工具進(jìn)行排序的方法，其中上述多個(gè)候選交通工具中的每個(gè)候選交通工具是要被分配到一序列中的下一位置的候選，上述方法包括以下步驟(i)接收與上述候選交通工具中的一個(gè)有關(guān)的信息；(ii)基于上述接收信息和從在上述序列中最新分配一位置的候選交通工具接收的信息，計(jì)算要指配給上述交通工具的值；(iii)針對每個(gè)上述候選交通工具重復(fù)步驟(i)和(ii)；(iv)基于上述指配值選擇上述候選交通工具中的一個(gè)；以及(v)為上述選擇的候選交通工具分配上述序列中的下一位置。
文檔編號G08G5/00GK1768361SQ200480008415
公開日2006年5月3日 申請日期2004年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月27日
發(fā)明者弗布萊斯·特里斯坦·皮埃爾·薩夫爾 申請人:英國電訊有限公司