(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 202111455088.2 (22)申请日 2021.12.01 (71)申请人 南京航空航天大 学 地址 211106 江苏省南京市江宁区将军路 29号 (72)发明人 张洪海　冯棣坤　刘皞　钟罡　 张连东　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 代理人 刘芳 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 10/08(2012.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种城区物流无人机机场终端区自动进场 排序方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种城区物流无人机机场终 端区自动进场排序方法及系统， 该方法包括基于 城市环境下当前时段目标机场终端区内各物流 无人机的飞行计划信息， 确定物 流无人机机场终 端区自动进场排序模型的约束条件和初始物流 无人机进场排序方案； 该模型为以机场起降点流 量最大、 总延误时长最短为目标的多目标函数优 化模型； 该约束条件包括无人机进场顺序约束、 无人机进场安全间隔约束、 无人机进场时间 窗约 束和无人机进场优先等级约束； 根据约束条件和 初始物流无人机进场排序方案， 迭代 求解上述排 序模型， 确定每一次迭代后的物 流无人机进场排 序方案， 进而确定最优物流无人机进场排序方 案。 本发明提升城市空域整体的安全性与高效 性。 权利要求书3页 说明书9页 附图2页 CN 114154850 A 2022.03.08 CN 114154850 A 1.一种城区物流无 人机机场终端区自动进场排序方法， 其特 征在于， 包括： 获取城市环境下当前时段目标机场终端区内各物流无人机的飞行计划信 息； 所述飞行 计划信息包含预计进场时间、 最早进场时间、 最晚进场时间、 货物类型信息、 机型信息和所 属航路信息； 基于所述飞行计划信 息， 确定当前时段内物流无人机机场终端区自动进场 排序模型的 约束条件和初始物流无人机进场排序方案； 所述物流无人机机场终端区自动进场排序模型 为以机场起降点流量最大、 总延误时长最短为 目标的多目标函数优化模型； 所述约束条件 包括无人机进场顺序约束、 无人机进场安全间隔约束、 无人机进场时间窗约束和无人机进 场优先等级约束； 所述无人机进场顺序约束用于保证同一航路进场的各个物流无人机不存 在超越行为； 所述无人机进场安全间隔约束用于保证前后两架物流无人机之间保持最小安 全间隔； 所述无人机进场时间窗约束用于保证各个物流无人机在设定时间窗内完成进场程 序； 所述无人机进场优先等级约束用于当多个物流无人机预计进场时间存在冲突时， 根据 物流无人机优先权判断各个物流无 人机的进场次序； 根据所述约束条件和所述初始物流无人机进场 排序方案， 迭代求解所述物流无人机机 场终端区自动进场排序模型， 确定每一次迭代后的物流无 人机进场排序方案； 根据所述每一 次迭代后的物流无人机进场 排序方案的目标函数值， 确定最优物流无人 机进场排序方案 。 2.根据权利要求1所述的一种城区物流无人机机场终端区自动进场排序方法， 其特征 在于， 还包括： 根据所述最优物流无人机进场 排序方案， 执行当前时段目标机场终端区内各个物流无 人机的进场操作。 3.根据权利要求1所述的一种城区物流无人机机场终端区自动进场排序方法， 其特征 在于， 所述基于所述飞行计划信息， 确定当前时段内物流无人机机场 终端区自动进场排序 模型的约束条件， 具体包括： 根据各个物流无 人机的所属航路信息和先到先服 务原则， 确定无 人机进场顺序约束； 根据各个物流无 人机的机型信息， 确定无 人机进场安全间隔约束； 根据各个物流无 人机的最 早进场时间和最晚进场时间， 确定无 人机进场时间窗约束； 根据各个物流无 人机的货物类型信息， 确定无 人机进场优先等级约束。 4.根据权利要求1所述的一种城区物流无人机机场终端区自动进场排序方法， 其特征 在于， 所述初始 物流无人机进场排序方案的确定过程 为： 根据各所述物流无人机的预计进场时间和先到先服务原则， 确定满足所述约束条件的 初始物流无人机进场排序方案 。 5.根据权利要求1所述的一种城区物流无人机机场终端区自动进场排序方法， 其特征 在于， 所述物流无人机机场 终端区自动进场排序模型 的目标函数包括： 以机场起降点流量 最大为目标的第一目标函数和以总延误时长最短为目标的第二目标函数； 所述第一目标函数为： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114154850 A 2所述第二目标函数为： 其中， STAi表示第i架物流无人机的实际进场时间， ETAi表示第i架物流无人机的预计进 场时间； STAj表示第j架 物流无人机的实际进场时间， n表示总架数。 6.根据权利要求1所述的一种城区物流无人机机场终端区自动进场排序方法， 其特征 在于， 所述根据所述约束条件和所述初始物流无人机进场排序方案， 迭代求解所述物流无 人机机场 终端区自动进场排序模型， 确定每一次迭代后的物流无人机进场排序方案， 具体 包括； 根据所述约束条件和所述初始物流无人机进场排序方案， 采用NSGA ‑II算法迭代求解 所述物流无人机机场终端区自动进场排序模型， 更新并记录每一次迭代后的物流无人机进 场排序方案， 直至 达到最大迭代次数。 7.一种城区物流无 人机机场终端区自动进场排序系统， 其特 征在于， 包括： 飞行计划信 息获取模块， 用于获取城市环境下目标机场终端区当前时段内各物流无人 机的飞行计划信息； 所述飞行计划信息包含预计进场时间、 最早进场时间、 最晚进场时间、 货物类型信息、 机型信息和所属航路信息； 初始化模块， 用于基于所述飞行计划信息， 确定当前时段内物流无人机机场终端区自 动进场排序模型的约束条件和初始物流无人机进场排序方案； 所述物流无人机机场终端区 自动进场排序模型为以机场起降点流量最大、 总延误时长最短为目标的多目标函数优化模 型； 所述约束 条件包括无人机进场顺序约束、 无人机进场安全间隔约束、 无人机进场时间窗 约束和无人机进场优先等级约束； 所述无人机进场顺序约束用于保证同一航路进场的各个 物流无人机不存在 超越行为； 所述无人机进场安全间隔约束用于保证前后两架物流无人机 之间保持最小安全间隔； 所述无人机进场时间窗约束用于保证各个物流无人机在设定时间 窗内完成进场程序； 所述无人机进场优先等级约束用于 当多个物流无人机预计进场时间存 在冲突时， 根据物流无 人机优先权判断各个物流无 人机的进场次序； 迭代求解模块， 用于根据所述约束条件和所述初始物流无人机进场排序方案， 迭代求 解所述物流无人机机场终端区自动进场排序模型， 确定每一次迭代后的物流无人机进场排 序方案； 最优物流无人机进场 排序方案确定模块， 根据所述每一 次迭代后的物流无人机进场 排 序方案的目标函数值， 确定最优物流无 人机进场排序方案 。 8.根据权利要求7所述的一种城区物流无人机机场终端区自动进场排序系统， 其特征 在于， 还包括： 进场操作模块， 用于根据所述最优物流无人机进场排序方案， 执行当前时段目标机场 终端区内各个物流无 人机的进场操作。 9.根据权利要求7所述的一种城区物流无人机机场终端区自动进场排序系统， 其特征 在于， 在所述初始化模块中， 所述约束条件的确定过程 为： 根据各个物流无 人机的所属航路信息和先到先服 务原则， 确定无 人机进场顺序约束； 根据各个物流无 人机的机型信息， 确定无 人机进场安全间隔约束；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114154850 A 3