本發明涉及應急調度，具體涉及一種基于數字孿生的應急調度方法及系統。

背景技術：

1、機場停機位管理涉及到多個復雜因素，包括航班進出港時間、航空公司和地面操作的協調、航空器類型和尺寸、乘客需求，以及地面服務設備和資源的可用性，由于航空器在進出港過程中會涉及加油、清潔、行李裝載、餐食供應等服務，任何一個環節的延遲或異常都會對停機位的調度產生影響，從而可能引發其他航班的延誤，傳統的停機位調度通常基于預先安排的計劃和實時監控數據來調整調度策略，該種調度方法存在以下缺陷：

2、現有調度方法通常是在監測到停機位存在異常時才開始進行調度處理，當遇到特殊情況（如機場跑道中存在多架航空器、臨時停機位存在航空器或無空余停機位）時，一是不僅會影響到本機場，還會在其他連接機場引發延誤鏈效應，進一步加劇整體航班的調度混亂，二是可能會增加地面交通的擁堵風險，降低機場地面運行的安全性，并可能導致航空器之間發生刮碰或其他地面事故，三是已經停有航空器的停機位出現異常時會導致調度來不及，造成航空器損壞等問題發生。

3、基于此，本發明提出一種基于數字孿生的應急調度方法及系統，能夠對停機位進行異常預測后，結合機場當前的運行狀況來提前對停機位進行調度優化管理，以保障機場運行的安全性和穩定性。

技術實現思路

1、本發明的目的是提供一種基于數字孿生的應急調度方法及系統，以解決背景技術中不足。

2、為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種基于數字孿生的應急調度方法，所述調度方法包括以下步驟：

3、調度系統基于機場管理平臺的api接口獲取機場中處于占用狀態的停機位，并將處于占用狀態的停機位標記為占用停機位，定時監測占用停機位的多源數據；

4、基于多源數據通過異常預測模型預測占用停機位是否存在異常風險，多源數據包括設備故障累積發生頻率以及塌陷幅值，將設備故障累積發生頻率以及塌陷幅值帶入異常預測模型，模型表達式為：，式中，為異常因子，為設備故障累積發生頻率，為塌陷幅值，、分別為設備故障累積發生頻率以及塌陷幅值的調節系數，且、均大于0，當預測占用停機位存在異常風險時，先對占用停機位進行異常分類，然后結合機場的當前運行狀態生成相應的調度策略；

5、定期獲取機場中所有停機位的異常分類狀況分析機場的整體運行狀況后，判斷是否需要對機場進行管理，依據判斷結果生成相應的管理策略。

6、在一個優選的實施方式中，基于多源數據通過異常預測模型預測占用停機位是否存在異常風險，包括以下步驟：

7、將多源數據帶入異常預測模型中，異常預測模型計算獲取占用停機位的異常因子；

8、調度系統獲取所有占用停機位的異常因子后，通過機場管理平臺獲取機場當前空閑停機位數量以及航空器通行頻率；

9、將獲取的空閑停機位數量與航空器通行頻率進行歸一化處理，使空閑停機位數量與航空器通行頻率的取值范圍映射到[0,1]之間，獲取空閑停機位數量歸一化值以及航空器通行頻率歸一化值，將航空器通行頻率歸一化值減去空閑停機位數量歸一化值獲取調節值，通過獲取的調節值動態調節第一異常閾值，調節算法為：

10、，式中，為動態調節后的第一異常閾值，為動態調節前的第一異常閾值，為調節值；

11、獲取動態調節后的第一異常閾值后，將異常因子與動態調節后的第一異常閾值進行比較，若異常因子大于動態調節后的第一異常閾值，預測停機位存在異常風險，需要提前進行調度管理，若異常因子小于等于動態調節后的第一異常閾值，預測停機位不存在異常風險，不需要提前進行調度管理。

12、在一個優選的實施方式中，基于多源數據通過異常預測模型預測占用停機位是否存在異常風險，還包括以下步驟：

13、將多源數據帶入異常預測模型中，異常預測模型計算獲取占用停機位的異常因子；

14、將獲取的異常因子與預設的第一異常閾值進行對比，若異常因子大于預設的第一異常閾值，預測停機位存在異常風險，若異常因子小于等于預設的第一異常閾值，預測停機位不存在異常風險。

15、在一個優選的實施方式中，當預測占用停機位存在異常風險時，對占用停機位進行異常分類，包括以下步驟：

16、當預測占用停機位存在異常風險時，將占用停機位的異常因子與預設的第二異常閾值進行對比，通過獲取的調節值動態調節第二異常閾值，調節算法為：，式中，為動態調節后的第二異常閾值，為動態調節前的第二異常閾值，為調節值；

17、若異常因子小于等于動態調節后的第二異常閾值，預測占用停機位為輕微異常，仍支持使用，將占用停機位分類為一類異常，若異常因子大于動態調節后的第二異常閾值，預測占用停機位為嚴重異常，不支持使用，將占用停機位分類為二類異常。

18、在一個優選的實施方式中，當預測占用停機位存在異常風險時，對占用停機位進行異常分類，包括以下步驟：

19、當預測占用停機位存在異常風險時，將占用停機位的異常因子與預設的第二異常閾值進行對比，第二異常閾值用于預測占用停機位異常嚴重程度，若異常因子小于等于第二異常閾值，預測占用停機位為輕微異常，仍支持使用，將占用停機位分類為一類異常，若異常因子大于第二異常閾值，預測占用停機位為嚴重異常，不支持使用，將占用停機位分類為二類異常，將占用停機位分類為二類異常。

20、在一個優選的實施方式中，結合機場的當前運行狀態生成相應的調度策略，包括以下步驟：

21、獲取機場中一類異常以及二類異常占用停機位的數量，將一類異常占用停機位數量加上二類異常占用停機位數量獲取異常占用停機位總數量，并獲取機場中的空閑停機位數量；

22、若空閑停機位數量大于等于異常占用停機位總數量，則將一類異常以及二類異常占用停機位上的航空器調度至空閑停機位停放；

23、若空閑停機位數量小于異常占用停機位總數量，則進行二次分析，若空閑停機位數量大于等于二類異常占用停機位數量，則將二類異常占用停機位上的航空器調度至空閑停機位停放，并限制一類異常占用停機位中航空器的停放時長；

24、若一類異常占用停機位中航空器的停放時長等于時長閾值，且機場中出現空閑停機位時，將一類異常占用停機位中航空器調度至空閑停機位停放；

25、若一類異常占用停機位中航空器的停放時長等于時長閾值，且機場中無空閑停機位時，則臨時封閉至少一條飛機跑道，并將一類異常占用停機位中航空器調度至封閉跑道停放。

26、在一個優選的實施方式中，定期獲取機場中所有停機位的異常分類狀況分析機場的整體運行狀況后，判斷是否需要對機場進行管理，包括以下步驟：

27、定期獲取機場中所有停機位的一類異常停機位數量以及二類異常停機位數量，計算獲取管理值，表達式為：

28、，式中，為管理值，為一類異常停機位數量，為二類異常停機位數量，為機場總停機位數量；

29、管理值越大，越需要提前對機場進行整體管理，若管理值大于等于管理閾值，判斷需要對機場進行管理，若管理值小于管理閾值，判斷不需要對機場進行管理。

30、一種基于數字孿生的應急調度系統，包括停機位標記模塊、異常預測模塊、管理模塊；

31、停機位標記模塊：基于機場管理平臺的api接口獲取機場中處于占用狀態的停機位，并將處于占用狀態的停機位標記為占用停機位；

32、異常預測模塊：定時監測占用停機位的多源數據，基于多源數據通過異常預測模型預測占用停機位是否存在異常風險，當預測占用停機位存在異常風險時，先對占用停機位進行異常分類，然后結合機場的當前運行狀態生成相應的調度策略；

33、管理模塊：定期獲取機場中所有停機位的異常分類狀況分析機場的整體運行狀況后，判斷是否需要對機場進行管理，依據判斷結果生成相應的管理策略。

34、在上述技術方案中，本發明提供的技術效果和優點：

35、1、本發明基于機場管理平臺的api接口獲取機場中處于占用狀態的停機位，并將處于占用狀態的停機位標記為占用停機位，定時監測占用停機位的多源數據，基于多源數據通過異常預測模型預測占用停機位是否存在異常風險，當預測占用停機位存在異常風險時，先對占用停機位進行異常分類，然后結合機場的當前運行狀態生成相應的調度策略。調度系統能夠對停機位進行異常預測后，結合機場當前的運行狀況來提前對停機位進行調度優化管理，以保障機場運行的安全性和穩定性。

36、2、本發明在預測占用停機位存在異常風險時，先對占用停機位進行異常分類，然后結合機場的當前運行狀態生成相應的調度策略，定期獲取機場中所有停機位的異常分類狀況分析機場的整體運行狀況后，判斷是否需要對機場進行管理，依據判斷結果生成相應的管理策略。從而提高對機場的整體管理效率。