具体实施方式

本发明方法包括如下步骤：

步骤1，预估时刻表中的航班运行效能；根据全国机场及扇区的容量限制，采用航班排序方法预估当前时刻表的航班运行效能；

步骤2，根据正常性目标计算时刻表中航班的调整范围及调整方式；根据设置的航班正常性目标计算需要预先进行时刻调整及消减的航班量。

步骤3，生成时刻调整方案；根据航班的排序延误、优先级、调整状态及航班调整范围，生成时刻优化方案。

总体处理流程如图1所示。

步骤1，预估时刻表中的航班运行效能；

本步骤功能为：根据全国机场及扇区的容量限制，采用航班排序方法分析当前时刻表在不做调整情况下的航班运行效能。

步骤1包括如下步骤：

步骤1-1，变量定义；

步骤1-2，航班计划筛选及排序；

步骤1-3，根据排序信息评估航班运行效能；

步骤1-1包括：定义如下变量：

：本方法的分析日期；战略流量管理阶段定义为未来7天至本航季末，用户可根据自身需要选择该区间范围内的某一天；

：航班计划队列，包含了与分析日期相关的全国所有航班计划；

：航班计划队列中的航班个数；

：航班计划队列里的第i条航班计划；

：航班的航班号；

：航班的优先级，为非负整数，初始值为0，用户可根据自身需求进行设置；

：航班的排序起飞时间；

：航班的排序降落时间；

：航班的排序起飞延误，单位为秒；

：航班的排序调整状态，为0时表示未调整，为1时表示时刻提前，为2时表示延误，为3时表示消减，初始值为0。

：需要调整的航班计划队列，根据排序信息需要进行调整的航班计划集合。

：根据排序信息，队列中无需进行调整的航班架次，初始值为0。

：根据排序信息，队列中需要进行延误或者时刻提前的航班架次，初始值为0。

：根据排序信息，队列中需要消减的航班架次，初始值为0。

：队列中航班的正常性预估值，初始值为0。

步骤1-2包括：

根据日期，从时刻表中筛选该日期的全国航班计划，形成航班计划队列。考虑全国空管的服务能力，以保障全国机场及扇区不超容为目标，采用时刻调整、航班消减组合方法对中航班进行调整，生成每架航班的排序信息，航班排序信息包括：

1）排序起飞时间；

2）排序降落时间；

3）排序延误；

4）航班调整状态；

步骤1-3，根据排序信息评估航班运行效能

将航班计划队列中所有满足的航班加入到队列中；

根据航班计划队列中航班的排序调整状态，计算以下指标：

1）航班延误架次指标；

2）航班消减架次指标；

本方法中航班正常性指标计算公式如下：

（1）

（2）

步骤2，根据正常性目标计算时刻表中航班的调整范围及调整方式

本步骤功能为：根据设置的航班正常性目标，计算时刻表中需要预先进行时刻调整及消减的航班量。

步骤2包括如下步骤：

步骤2-1，定义变量；

步骤2-2，进行相关设定；

步骤2-3，设置航班正常性优化目标；

步骤2-4，根据正常性目标计算航班的调整范围及调整方式；

步骤2-1包括：定义如下变量：

：本方法计算过程中设置的航班正常性的优化目标。

：本方法计算过程中航班正常性的临时变量。

：根据正常性目标筛选的需要进行消减的航班架次，初始值为0。

：根据正常性目标筛选的需要进行时刻调整的航班架次，初始值为0。

：根据正常性目标筛选的需要进行时刻调整或者消减的总航班架次，初始值为0。

步骤2-2包括：

将航班计划队列记做队列A，基于步骤1-3能够得出队列A的航班正常性预估为。

如果队列中的航班完全按照步骤1-2的排序结果进行修正，生成队列B。按照步骤1-2的排序结果，队列B能够满足全国空管的服务能力，不存在航班需要进行时刻调整或者消减，那么队列B的航班正常性预估值为100%。

如果用户设置了航班正常性优化目标为，本方法选择从航班调整队列中选择适量的航班，按其航班排序信息对队列进行修正，生成队列C；从中筛选的调整航班量需满足公式（3）和公式（4）：

，且

（3）

（4）

为证明队列C在实际执行时能够达到航班正常性优化目标，还需进行以下阐述。

按照步骤1-2的排序结果，为保障不超过全国空管的服务能力，则队列C中还存在架航班需进行时刻调整以及架航班需进行消减；如果队列C在实际执行时，将这些航班参考步骤1-2中该航班的排序信息进行调整，则可以保障不超过全国空管的服务能力；这样，再结合公式（5）便可证明至少存在一种运行方式，使得队列C能够实现航班正常性优化目标。

队列C的航班正常性的验证公式如下：

(5)。

步骤2-3，设置航班正常性优化目标：

本发明的目的在于优化航班时刻表，提升实际运行中的航班正常性；因此，需对用户设置的航班正常性优化目标进行限制，需满足。

步骤2-4包括：

为实现航班正常性优化目标，需要从航班计划队列中筛选出架航班进行消减，以及架航班进行时刻调整，如步骤1-3中所述，这些航班被包含在队列中。

考虑到实际运行中消减航班比延误航班对航空公司造成的经济损失更高，本方法在制定航班调整方案时，优先将可能被消减的航班纳入其中，以期减少实际运行时的航班消减行为；用户可根据自身需要调整筛选航班的偏好。

步骤2-4-1，计算消减航班量：

首先尝试仅通过消减航班，看能否实现正常性优化目标：

令，则：

（6）

如果满足，说明仅通过消减航班不能实现航班正常性目标，令，继续执行步骤2-4-2；否则，令，跳至步骤2-4-3；

步骤2-4-2，计算时刻调整航班量：

令，则：

（7）

步骤2-4-3，计算总调整航班量：

（8）

步骤3，生成时刻调整方案；

本步骤功能为：根据航班的排序延误、优先级、调整状态及航班调整范围，筛选相应航班生成时刻优化方案。

步骤3包括如下步骤：

步骤3-1，定义变量；

步骤3-2，优化航班调整队列的次序；

步骤3-3，生成时刻调整方案；

步骤3-1中，定义如下变量：

：航班调整方案，包含为实现正常性优化目标，从航班队列中筛选出的需要进行消减或者时刻调整的航班；

：中第i个需要进行优化的航班；

：的航班号；

：的航班调整状态类型，为0表示时刻调整，为1表示建议消减；

：建议的起飞时刻；

：建议的降落时刻；

：本方法中默认的最大航班延误，本方法中将其设置为9999 *60秒，用户可根据自身需求进行调整；

步骤3-2包括：

对于步骤1-3中生成的航班调整队列，为区分航班运行问题的严重程度，根据队列内每架航班的延误情况、优先级、以及调整状态，按照严重程度由高到底的顺序优化队列中航班的次序。

步骤3-2-1，更新建议消减航班的延误信息：

对于队列中每架航班，如果该航班的调整状态为3，则表示该航班被建议消减，令该航班。

步骤3-2-2，根据航班延误情况进行排序：

根据队列中每架航班的延误情况，按照延误由大到小的顺序进行排序，更新队列中的航班次序；

步骤3-2-3，根据航班优先级进行排序；

为突出高优先级航班的运行问题，在步骤3-2-2的基础上，根据队列中每架航班的优先级，按照优先级由高到低的顺序进行排序，更新队列中的航班次序。

步骤3-3包括：

根据步骤2-4中得出的消减航班量和时刻调整航班量，从队列中筛选相应数量的时刻调整航班以及消减航班作为航班调整方案。

步骤3-3-1，筛选消减航班：

从队列头部开始，筛选架调整状态为3的航班，将该航班定义为待优化航班，且令，；将加入航班调整方案中；

步骤3-3-2，筛选时刻调整航班：

从队列头部开始，筛选架调整状态为1或者2的航班，将航班定义为待优化航班，且令，，，；将加入航班调整方案中。

步骤3-4，应用示例：

采用本发明能够构建一个航班时刻分析及优化系统模块，鉴于格式要求仅以示意图展示其航班时刻分析结果，如图3所示。图中根据功能划分成三块区域：左上角的方案信息汇总区域，左下角的方案实施效果评估区域，以及右侧的方案选择区域。下面结合某次时刻表分析结果对每块区域进行简要介绍，以反映本发明所提方法的具体应用情况。

1）方案选择区域：

该区域支持查看不同航班正常性目标对应时刻优化方案的效能评估结果。采用本发明所提方法，在[当前时刻表的航班正常性评估值，100%]这个航班正常性区间内，以2%为步长，自动计算不同航班正常性目标下的时刻优化方案以及关联的航班效能评估结果。该区域的横轴反映了航班正常性目标的选择范围，纵轴反映了与航班正常性优化目标对应的时刻优化方案实施后的效能指标评估值，该区域能够反映不同航班正常性优化目标对应时刻优化方案的效能变化趋势，例如当期望的航班正常性目标越高，虽然时刻优化方案中包含的调整航班量也越大，导致协调工作越发复杂，但是优化后的时刻表的航班延误及消减情况将得到改善。当在横轴上选定航班正常性优化目标，方案信息汇总区域展示对应的时刻优化方案信息，方案实施效果评估区域展示对应的时刻优化方案的航班效能评估结果。

2）方案实施效果评估区域：

该区域用于对比展示时刻优化方案实施前后的航班运行效能，具体评估方法参见步骤1。该区域左侧指标值反映了当前时刻表在未做调整情况下的航班运行效能评估情况，如图3所示，本实施例的数据分析结果如下：在当前分析日期下从时刻表中提取的总计划量为18706架次，在当前设置的全国机场及扇区的容量下，预计延误航班量架次，预计消减航班量架次，根据步骤1航班正常性预估值为；该区域右侧的指标反应了时刻优化方案生效后的效能对比结果，时刻优化方案使得航班正常性提升至74%，总消减架次下降至1220架次，其它指标还包括总延误、平均延误等。通过指标对比辅助判定时刻优化方案的实施效果。

3）方案信息汇总区域：

该区域支持查看航班时刻优化方案信息，当在方案选择区域内选定航班正常性优化目标后，该区域展示对应的时刻优化方案信息，如图3中用户选定航班正常性优化目标为74%，根据步骤2-4可知，该航班正常性优化目标可仅通过消减时刻表中的航班量实现，且，，如图3中该区域右侧展示时刻表中需要调整的航班量为2999架次，调整比例为16%；时刻表中具体受影响航班可在此基础上根据步骤3生成。

本发明提供了一种基于航班正常性目标的时刻优化方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。