(19)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 202210918501.2 (22)申请日 2022.08.01 (71)申请人 中国民航管理干 部学院 地址 100102 北京市朝阳区花家地 东路3号 申请人 浙江建德通用航空研究院 (72)发明人 吕人力　刘菲　谢智辉　杨蕤　 贺安华　刘庆健　 (74)专利代理 机构 北京睿博行远知识产权代理 有限公司 1 1297 专利代理师 陈阳 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G08G 5/00(2006.01) (54)发明名称 一种考虑航空器性能差异的空地协同调度 方法 (57)摘要 本发明公开了一种考虑航空器性能差异的 空地协同调度方法， 根据各类设施 点已知的空地 属性， 考虑四种应急调度方式， 建立空地协 同应 急调度模型； 针对地侧调度考虑路网损毁的情况 计算地侧调度的相关模型参数， 针对空侧调度考 虑航空器运行环境的影 响， 设计A *算法计算空侧 调度参数； 在完成模型全部参数收集后， 利用加 权和法将双目标模型转化 成单目标模 型， 最后利 用lingo求解模型， 在赋予特定权重的基础上得 到最优调度方案。 本发明大大提高了考虑实际运 行环境时应急物资配送研究的实用性和准确性。 权利要求书6页 说明书24页 附图5页 CN 115470613 A 2022.12.13 CN 115470613 A 1.一种考虑航空器性能差异的空地协同调度方法， 其特征在于， 该方法根据各类设施 点已知的空地属性， 考虑四种应急调度方式， 建立空地协同应急调度模型； 针对地侧调 度考 虑路网损毁的情况计算地侧调 度的相关模型参数， 针对空侧调 度考虑航空器运行环境的影 响， 设计A*算法计算空侧调 度参数； 利用加权和法将双目标模型转化成单目标模 型， 最后利 用lingo求解模型， 在赋予特定 权重的基础上 得到最优调度方案 。 2.根据权利要求1所述的一种考虑航空器性 能差异的空地协同调度方法， 其特征在于， 具体步骤和过程如下： S1： 根据救援原则定义各类设施点的空地属性， 包括空侧、 地侧 和空地； S2： 利用S1定义的各类设施点的空地属性进行四种应急调度定义， 包括地侧调度、 空地 转运、 空地联运、 空侧调度， 并建立空地协同应急调度模型； S3： 建立车辆调度模型； 首先根据设施点的位置计算各路径长度， 其次考虑 路网受损并 随机产生受损路段， 最后考虑路段抢修时间、 计算各路径的运输时间； S4： 建立航空调度模型； 首先根据实际的低空救援情况进行地形模拟， 然后划分非限制 飞行空域， 最后针对空侧调 度考虑航空器运行环境的影响， 设计A*算法计算空侧调 度参数； 具体过程如S5 ‑S17； S5： 选取目标区域， 获取该 区域的高程数据和 气象数据， 利用MATLAB模拟三维地形并考 虑航空器运行的气象因素； S6： 划分非限制飞行空域， 找出飞行限制网格节点并初始化， 对进行空域划分的三维网 格中心点以三维数组的形式进行初始化处 理， 得到每 个节点的坐标并标识 节点； S7： 输入航空调度起点O、 终点D和航空器的运行速度、 爬升率、 下降率性能数据； 计算每 个节点的代价并搜索航迹节点， 将起始航迹节点加入Open list； S8： 判断Open list是否为空， 若是， 则搜索失败； 若否， 则转至S9； S9： 遍历Open list， 取A最小的节点作为当前节点， 并将其移入Cl oselist中； S10： 判断当前节点是否为带有D标识的节点， 若是， 则找到路径； 若否， 则转至S17； 若 否， 搜索当前节点的相邻可达节点 NP； S11： 遍历NP， 若有节点标识为UV 或IC， 则表示此节点无法通行或不再进行搜索， 则跳过 此节点遍历下一节点； 否则， 执行下一步； 若周边所有可拓展节点都已经搜索完毕， 则执行 步骤S9； S12： 判断节点 NP标识是否为 IO， 若否， 执 行S13； 若NP已经在Open list中， 则执 行S14； S13： 把NP置于Openlist并计算 其A值， 将当前节点设置为父节点P； S14： 判断当前节点达 到NP的T值是否增 加， 若是， 则执 行S15； 若否， 直接执 行S16； S15： 重新计算A值和T值， 并设置当前节点 为父节点P； S16： 判断所有NP是否 搜索完毕， 若是， 转至S17； 若否， 转至S7； S17： 航迹实现： 由目标航迹节点D开始根据父节点P往前追溯， 直到搜索到起始航迹节 点O， 形成安全航迹的搜索； S18： 根据需要获取模型的其 他相关参数； S19： 首先采用标准0 ‑1区间域变换两目标模型， 然后采用加权和法将量目标模型转化 为单目标模型， 最后求 解单目标非线性 规划模型， 得到最优调度方案 。 3.根据权利要求2所述的一种考虑航空器性 能差异的空地协同调度方法， 其特征在于，权　利　要　求　书 1/6 页 2 CN 115470613 A 2航空器性能差异下的空地协同调度模型如下， 针对地震灾害下的应急调度问题， 对航空器性能差异下空地协同应急调度问题作 出以 下假设： (1)空侧出救点采用地面车辆和四种机型直升机运输方式进行救援， 而地侧出救点只 能进行地侧车辆调度； (2)运力充足， 大于出救点的存贮； (3)出救点物资充足； (4)受灾点物资需求是已知的； (5)配送初期受灾 点产生的伤员是已知的； (6)各种应急物资 混合运输； (7)不考虑物资体积对运载工具装运量的影响， 只考虑其重量对运载工具运载量的影 响； (8)不考虑受灾点之间的同级转运， 在第一阶段物资配送中只考虑应急物资从出救点 至受灾点； (9)第二阶段伤员运送中， 最终送达的医院能够接纳所有运输模式下的伤员并满足所 有受灾点伤员的治疗需求； (10)应急调度中的调度过程中直升 机飞行的气象环境是不变的； (11)在使用直升 机运输物资和运送 伤员的过程中， 不 考虑直升 机的冲突问题； (12)考虑路网受损时， 假设OD间整段路径受损， 而且不同路段的抢修时间和成本是一 样的； 考虑地震灾害下应急调度问题的实际性， 设置模型参数和变量如下； m表示运输模式， m＝1为车辆运输， m≠1为不同机型的直升机运输； Si出救点集合， 出救 点i∈Si； Sj受灾点集合， 受灾点j∈Sj； Sr转运点集合， 转运点r∈Sr； y中心医 院， 所有受灾点 的伤员需被运送至y； 模型参数： Sk表示应急物资种类， k＝1为帐篷， k＝2为水， k＝3为药品； Vm表示运输模式m 下的运行速度； Cd表示抢修单位路径的成本； t0表示抢修单位路径的时间； 表示运输模式 m下， 物资从i到j的最 短路径里程； 表示运输模式m下， 物资从j到y的最 短路径里程； 表 示运输模式m下， 物资从j到r的最短路径里程； 表示运输模式m下， 物资从r到y的最短路 径里程； 表示运输模式m下， 物资从i到r的最短路径里程； 表示运输模式m下单位应急 物资k的运输成本； 表示运输模式m下单位伤员p的运输成本； 表示运输模式m下从出救 点i到受灾点j的路径旅行时间； 表示运输模式m下从受灾点j到医院y的路径旅行时间； 表示运输模式m下从受灾点j 到转运点r的路径旅行时间； 表示运输模式m下从转运点r 到医院y的路径旅行时间； 表示运输模式m下从出救点i到转运点r的路径旅行时间； Wk表 示单位数量应急物资k的重量； Wp表示单位数量伤员p的重量； Zm表示模式m下单位运载工具 的最大载重量； 决策变量： 表示模式m下从出救点i到受灾点j运输物资k的配送 量； 表示模式m下权　利　要　求　书 2/6 页 3 CN 115470613 A 3