优化算法在空中交通管理中飞机等待队列排序的应用

"该文主要探讨了空中交通自动化管理中飞机等待队列的排序算法，旨在优化跑道容量利用，减少航班延误，降低等待成本。文章提出了一种优化窗口算法，其计算量与飞机数量呈线性关系，适用于大规模飞机队列的实时排序，并具有灵活的优化标准设定和位置约束调整能力。" 空中交通自动化管理是一个复杂且关键的领域，特别是在20世纪60年代以来，随着空中交通量的急剧增加，原有的空中交通管制系统面临严峻挑战，导致大量航班延误，经济损失显著。因此，除了升级机场设施和通信设备，改进空中交通管理方式，建立数学模型以优化航线和管制程序显得尤为重要。 排序算法在空中交通管理中扮演着核心角色，尤其是对于跑道容量的影响。跑道容量的优化直接影响到飞机的起降效率，而连续飞机流之间的安全间隔是关键因素。论文关注的是如何对等待降落的航班飞机进行重新排序，以最大限度地利用跑道容量，同时最小化所有航班的等待成本总和。 传统的排序算法，如全排列计算所有可能的顺序并选择最优解，虽然直观，但计算量随着飞机数量的指数级增长而迅速增加，不适用于大型飞机队列。因此，作者提出了优化窗口算法，其计算复杂度接近于飞机数量的线性函数，能够适应长队列的实时排序需求。此外，该算法的一个显著优点是允许动态调整优化标准和位置约束，提高了算法的灵活性。 优化窗口算法通过模拟和仿真进行了验证，应用到某机场的案例表明，这种方法具有实用性。论文中提到，飞机到达通常遵循泊松流特性，这为飞机流的建模和仿真提供了理论依据。 这篇论文聚焦于解决空中交通自动化管理中的关键问题，即飞机等待队列的排序，提出的优化窗口算法为提高航空效率提供了一种有效且高效的解决方案，对于减少航班延误，提升机场运行效率具有重要的理论和实践价值。