一种航班摆渡车的匹配方法

技术领域

本发明属于机场摆渡车调度技术领域，特别是涉及一种航班摆渡车的匹配方法。

背景技术

目前，我国绝大部分机场的摆渡车辆调度工作还停留在人工管理阶段，这种调度方式主要依靠个人经验。长期以来，存在调度员培养周期长，工作效率低、全局优化能力差、应变能力差、调度结果受个人水平影响大，影响机场整体运行效率等痛点问题。目前的摆渡车调度系统主要是通过车辆调度中心向所有的车辆传输调度请求，根据被调度车辆的回应结束相应调度工作，由调度员通过语音网络向车辆广播客源信息，由车辆的驾驶者对收到的客源信息进行判断和反馈。调度员根据各个车辆的反馈信息作出决定，将调度任务落实到其中某个车辆。

为了确保航班正常，提升机场地面服务工作水平，对机场摆渡车对航班的匹配进行自动化、合理化的调控。现有的机场摆渡车匹配方法，一般是依靠预先指定的匹配计划，进行调度和分配，不够灵活、实时性差；无法合理运用摆渡车资源，造成了资源的浪费。机场摆渡车的工作量大且密度高，现有的方法无法有效应对此工作需求，造成工作效率较低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种航班摆渡车的匹配方法，能够为航班精准的匹配出相应的摆渡车，避免摆渡车资源浪费，提高摆渡车的使用灵活度，提高机场摆渡车调度效率，能够有效应对机场摆渡车的工作量大且密度高的工作环境。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种航班摆渡车的匹配方法，包括步骤：

S10,待进港或出港的目标航班发送请求信号至中控服务器；

S20,在所述中控服务器中，分别对多个目标航班请求信号均获取目标航班摆渡任务：从数据库的航班信息表中调取一个目标航班的航班信息，根据航班信息和摆渡车信息获得航班摆渡需求，从而形成1航班-N摆渡车的目标航班摆渡任务矩阵；再将1航班-N摆渡车的目标航班摆渡任务矩阵进行拆分，获得多个1航班-1摆渡车的目标航班摆渡任务，构成一个目标航班摆渡任务；重复此操作获得多个目标航班摆渡任务；；

S30,获取多个目标航班下的摆渡任务，计算生成初始摆渡匹配任务方案集合；

S40,再根据初始摆渡匹配任务方案集合，基于邻域扩展方法生成多元匹配方案，并根据摆渡车匹配模型的目标函数和约束条件从多元匹配方案中获取摆渡车最优匹配结果，为目标航班匹配相应的摆渡车；

S50,将最优匹配结果由中控服务器推送启动指令至相应的摆渡车终端设备，使相应摆渡车为目标航班提供摆渡工作。

进一步的是，在所述步骤S20中，计算生成航班摆渡需求包括：在航班信息表中调取目标航班的进出港时刻、进出港状态和乘客数量，根据调取数据计算并获取航班需要的摆渡车数量、摆渡开始时刻、摆渡结束时刻、摆渡开始地点和摆渡结束地点，构成该目标航班的航班摆渡需求；

根据乘客数量，确定摆渡车数量；根据航班的进港时刻或出港时刻，计算摆渡开始时刻；根据摆渡车在停机位、进港口和登机口的行驶时长，以及摆渡车空车上满乘客或满载车辆乘客全部下车所需的时间，计算摆渡结束时刻；根据目标航班的进出港状态，计算摆渡开始地点和摆渡结束地点；

构建1航班-N摆渡车的目标航班摆渡任务矩阵，并将上述获得的航班摆渡需求计算结果录入目标航班摆渡任务矩阵的相应位置；

根据摆渡车使用数量，将1航班-N摆渡车的目标航班摆渡任务矩阵进行拆分为多个1航班-1摆渡车的目标航班摆渡任务构成目标航班摆渡任务。

进一步的是，根据航班摆渡需求的出港航班起飞时间确定出港航班的最后一辆摆渡车的到位时间，并倒推其他摆渡车的先后间隔到位时间；根据航班摆渡需求的进港航班的降落时间确定进港航班的第一辆摆渡车的到位时间，并倒推其他摆渡车的先后间隔到位时间；根据摆渡车时间间隔前后顺序，排布多个1航班-1摆渡车的目标航班摆渡任务，构成目标航班摆渡任务。

进一步的是，所述根据航班的进港时刻或出港时刻，计算摆渡开始时刻：

航班i的摆渡开始时刻

其中，FA是进港航班集合，FD是出港航班集合；

所述根据摆渡车在停机位、进港口和登机口的行驶时长，以及摆渡车空车上满乘客或满载车辆乘客全部下车所需的时间，计算摆渡结束时刻：

航班i的摆渡结束时刻

其中，

所述根据目标航班的进出港状态，计算摆渡开始地点和摆渡结束地点：

对于进港航班：摆渡开始地点

对于出港航班：摆渡开始地点

进一步的是，在所述步骤S30中，获取多个目标航班下的摆渡任务，计算生成初始摆渡匹配任务方案集合，包括步骤：

S31,优先级排序构建航班摆渡任务样本列表：获取每个目标航班i摆渡开始时刻

S32,生成初始解集合：

S321,顺序遍历所有摆渡任务样本的目标航班摆渡任务，计算所有摆渡车的空闲开始时刻

S322,提取空闲开始时刻

S323,计算空闲摆渡车集合

S324,判断摆渡车的任务转换时间是否足够摆渡车进行位置转移，将满足条件的摆渡车形成当前航班i摆渡车到位时刻前的空闲车辆集合

若

若

S325,完成上述操作后，形成一个摆渡匹配任务方案；

S33,生成初始摆渡匹配任务方案集合：重复上述多次操作，生成多个不同的摆渡匹配任务方案，形成初始摆渡匹配任务方案集合

进一步的是，在所述步骤S323中，计算空闲摆渡车集合

先计算航班i的摆渡车到位时刻

再根据航班i的摆渡车到位时刻

其中，

进一步的是，建立摆渡车匹配模型包括目标函数和约束条件：

（1）综合目标最优目标函数

其中，

（2）使用车辆最少目标函数

m是摆渡车总数，k代表任意一个摆渡车，n是目标航班总数；

F是待配置摆渡车的航班集合，

（3）车辆行驶总路径最少目标函数

（4）车辆任务均衡目标函数

m是摆渡车总数，k代表任意一个摆渡车，n是目标航班总数；

航班平均延误最小目标函数

航班i的摆渡车实际到位时刻

所述约束条件为：

（1）当前任务中每个航班只有一辆摆渡车摆渡：

（2）每个摆渡车同时只能摆渡于一个航班：

（3）摆渡车k摆渡航班i，需要有足够的时间用于摆渡车k转移，即航班i摆渡到位时刻与摆渡车k空闲开始时刻之差，足够摆渡车从当前位置行驶到航班i摆渡开始地点：

进一步的是，在所述步骤S40中，再根据初始摆渡匹配任务方案集合，基于邻域扩展方法生成多元匹配方案，并根据摆渡车匹配模型的目标函数和约束条件从多元匹配方案中获取摆渡车最优匹配结果，为目标航班匹配相应的摆渡车，包括步骤：

S41,对初始摆渡匹配任务方案集合邻域扩展：从初始摆渡匹配任务方案集合

S42,根据目标函数对下一代匹配方案集合

进一步的是，将权重

进一步的是，将权重

采用本技术方案的有益效果：

本发明先再航班信息表中调取该目标航班的航班信息，根据航班信息获得航班摆渡需求，从而建立目标航班摆渡任务，并计算生成初始匹配方案；在初始匹配方案生成过程中，对摆渡任务进行优先级分析和排序，建立空闲摆渡车集合

附图说明

图1 为本发明的一种航班摆渡车的匹配方法的流程示意图；

图2 为本发明实施例中机场布局与目标航班摆渡任务场景示意图；

图3 为本发明实施例中进港航班摆渡时序图；

图4 为本发明实施例中出港航班摆渡时序图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。

在本实施例中，参见图1和2所示，本发明提出了一种航班摆渡车的匹配方法，包括步骤：

S10,待进港或出港的目标航班发送请求信号至中控服务器；

S20,在所述中控服务器中，对多个目标航班请求信号均获取目标航班摆渡任务：从数据库的航班信息表中调取一个目标航班的航班信息，根据航班信息和摆渡车信息获得航班摆渡需求，从而形成1航班-N摆渡车的目标航班摆渡任务矩阵；再将1航班-N摆渡车的目标航班摆渡任务矩阵进行拆分，获得多个1航班-1摆渡车的目标航班摆渡任务，构成一个目标航班摆渡任务；重复此操作获得多个目标航班摆渡任务；；

S30,获取多个目标航班下的摆渡任务，计算生成初始摆渡匹配任务方案集合；

S40,再根据初始摆渡匹配任务方案集合，基于邻域扩展方法生成多元匹配方案，并根据摆渡车匹配模型的目标函数和约束条件从多元匹配方案中获取摆渡车最优匹配结果，为目标航班匹配相应的摆渡车；

S50,将最优匹配结果由中控服务器推送启动指令至相应的摆渡车终端设备，使相应摆渡车为目标航班提供摆渡工作。

作为上述实施例的优化方案，步骤S20中，在所述中控服务器中，根据目标航班请求信号从数据库的航班信息表中调取该目标航班的航班信息，根据航班信息和摆渡车信息获得航班摆渡需求，从而形成1航班-N摆渡车的目标航班摆渡任务矩阵；再将1航班-N摆渡车的目标航班摆渡任务矩阵进行拆分，获得多个1航班-1摆渡车的目标航班摆渡任务，构成目标航班摆渡任务。通过拆分处理简化后方计算，便于后方计算处理，同时提高每个对应任务的计算精确度。

其中，计算生成航班摆渡需求包括：在航班信息表中调取目标航班的进出港时刻、进出港状态和乘客数量，根据调取数据计算并获取航班需要的摆渡车数量、摆渡开始时刻、摆渡结束时刻、摆渡开始地点和摆渡结束地点，构成该目标航班的航班摆渡需求。

根据乘客数量，确定摆渡车数量。

航班i的摆渡开始时刻

其中，FA是进港航班集合，FD是出港航班集合；

所述根据摆渡车在停机位、进港口和登机口的行驶时长，以及摆渡车空车上满乘客或满载车辆乘客全部下车所需的时间，计算摆渡结束时刻：

航班i的摆渡结束时刻

其中，

所述根据目标航班的进出港状态，计算摆渡开始地点和摆渡结束地点：

对于进港航班：摆渡开始地点

对于出港航班：摆渡开始地点

然后，再构建1航班-N摆渡车的目标航班摆渡任务矩阵，并将上述获得的航班摆渡需求计算结果录入目标航班摆渡任务矩阵的相应位置。

最后，根据摆渡车使用数量，将1航班-N摆渡车的目标航班摆渡任务矩阵进行拆分为多个1航班-1摆渡车的目标航班摆渡任务构成目标航班摆渡任务。

优选的，如图3-4所示，根据航班摆渡需求的出港航班起飞时间确定出港航班的最后一辆摆渡车的到位时间，并倒推其他摆渡车的先后间隔到位时间；根据航班摆渡需求的进港航班的降落时间确定进港航班的第一辆摆渡车的到位时间，并倒推其他摆渡车的先后间隔到位时间；根据摆渡车时间间隔前后顺序，排布多个1航班-1摆渡车的目标航班摆渡任务，构成目标航班摆渡任务。一个航班对应的摆渡车不能同时到达上客点，而是需要按照一定时间间隔先后到达，与出港航班登机速度、进港航班乘客下机速度相匹配，并避免摆渡车一窝蜂到达等候而浪费时间的情况。

作为上述实施例的优化方案，步骤S30中，获取多个目标航班下的摆渡任务，计算生成初始摆渡匹配任务方案集合，包括步骤：

S31,优先级排序构建航班摆渡任务样本列表：获取每个目标航班i摆渡开始时刻

S32,生成初始解集合：

S321,顺序遍历所有摆渡任务样本的目标航班摆渡任务，计算所有摆渡车的空闲开始时刻

S322,提取空闲开始时刻

S323,计算空闲摆渡车集合

先计算航班i的摆渡车到位时刻

再根据航班i的摆渡车到位时刻

其中，

S324,判断摆渡车的任务转换时间是否足够摆渡车进行位置转移，将满足条件的摆渡车形成当前航班i摆渡车到位时刻前的空闲车辆集合

若

若

S325,完成上述操作后，形成一个摆渡匹配任务方案；

S33,生成初始摆渡匹配任务方案集合：重复上述多次操作，生成多个不同的摆渡匹配任务方案，形成初始摆渡匹配任务方案集合

作为上述实施例的优化方案，建立摆渡车匹配模型包括目标函数和约束条件：

所述目标函数为：

（1）综合目标最优目标函数

其中，

（2）使用车辆最少目标函数

m是摆渡车总数，k代表任意一个摆渡车，n是目标航班总数；

F是待配置摆渡车的航班集合，

（3）车辆行驶总路径最少目标函数

（4）车辆任务均衡目标函数

m是摆渡车总数，k代表任意一个摆渡车，n是目标航班总数；

航班平均延误最小目标函数

航班i的摆渡车实际到位时刻

所述约束条件为：

（1）当前任务中每个航班只有一辆摆渡车摆渡：

（2）每个摆渡车同时只能摆渡于一个航班：

（3）摆渡车k摆渡航班i，需要有足够的时间用于摆渡车k转移，即航班i摆渡到位时刻与摆渡车k空闲开始时刻之差，足够摆渡车从当前位置行驶到航班i摆渡开始地点：

基于上述构建的摆渡车匹配模型，在所述步骤S40中，再根据初始摆渡匹配任务方案集合，基于邻域扩展方法生成多元匹配方案，并根据摆渡车匹配模型的目标函数和约束条件从多元匹配方案中获取摆渡车最优匹配结果，为目标航班匹配相应的摆渡车，包括步骤：

S41,对初始摆渡匹配任务方案集合邻域扩展：从初始摆渡匹配任务方案集合

S42,根据目标函数对下一代匹配方案集合

优选的，将权重

优选的，将权重

本发明在多元匹配方案集合基础上，动态调整，避免因为初始分配不合理带来的无解或劣质解的问题；通过对初始匹配方案的随机选择任务并交换资源分配的方式，扩大了解空间，为选择更优的解创造了条件；针对临时增减或调整的摆渡任务，通过插入、删除操作进行匹配方案临机调整，可尽量减少已有摆渡任务的变更。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。