航路资源协同分配的多目标优化方法研究

杨 帆，田 文，宋津津

(南京航空航天大学国家空管飞行流量管理技术重点实验室，江苏 南京 210016)

1 引言

协同航迹选择程序(Collaborative Trajectory Options Program，CTOP)是在协同决策(Collaborative Decision Making，CDM)程序的基础上提出的一种新交通管理预案(Traffic Management Initiative，TMI)，用于解决航线和终端空域需求与容量不平衡问题[1]。CTOP的特点在于通过考虑空域使用者的飞行偏好需求，使航空公司参与到航路资源分配的决策中，减少非必要的空中延误。这实现了空域在受限情况下尽可能地高效运行的同时更降低了航空公司的延误成本。CTOP的关键在于航路网络资源(航迹、时隙)高效、公平、合理的分配，因此研究高效科学的时隙航迹资源协同分配方法具有重大意义。

目前对航路网络资源协同分配的研究已取得了较为显著的成果：Andrew等在线性模型的基础上考虑了容量的不确定性，使航路资源分配更合理[2]；杨赛等建立的扇区时隙资源分配模型，降低了航班延误损失，提升了扇区使用效率[3]；Kim等对比分析了四种典型资源分配方案，提出了考虑航空公司偏好信息的航路资源分配有效性评估模型[4]；Cruiciol等提出了在发起CTOP的条件下改进单局决策过程的单人博弈论方法，使航空公司延误相对减少[5]；Rodionova等建立了一种基于线性优化的航班调度方法，显著降低了确定性条件下的航班总延误[6]。

上述成果分别从资源分配的有效性、公平性、可靠性等角度出发，提出了符合空中交通管制部门、航空公司等各方利益的分配理论模型与算法，但较少考虑多角度资源分配条件的均衡性满足问题。……