KR102079040B1 - Device and method for aircraft landing sequence determination - Google Patents
Device and method for aircraft landing sequence determination Download PDFInfo
- Publication number
- KR102079040B1 KR102079040B1 KR1020180071513A KR20180071513A KR102079040B1 KR 102079040 B1 KR102079040 B1 KR 102079040B1 KR 1020180071513 A KR1020180071513 A KR 1020180071513A KR 20180071513 A KR20180071513 A KR 20180071513A KR 102079040 B1 KR102079040 B1 KR 102079040B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- aircraft
- landing
- order
- pair
- equation
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
- G08G5/02—Automatic approach or landing aids, i.e. systems in which flight data of incoming planes are processed to provide landing data
- G08G5/025—Navigation or guidance aids
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
- G06F17/18—Complex mathematical operations for evaluating statistical data, e.g. average values, frequency distributions, probability functions, regression analysis
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
- G08G5/0043—Traffic management of multiple aircrafts from the ground
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Probability & Statistics with Applications (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Evolutionary Biology (AREA)
- Algebra (AREA)
- Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Software Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
본원의 일 실시예에 따른 항공기 착륙 순서 결정 장치는, 대상공항에 접근하되 서로 다른 항로를 갖는 복수의 항공기 각각에 대하여 다른 항공기와 쌍을 이루어 계산되는 쌍 기반 착륙 선호 확률에 기초하여 기준도착순서를 생성하는 기준도착순서 생성부 및 상기 기준도착순서에 CPS(Constrained Position Shifting) 기법을 적용하여 항공기 착륙 순서를 결정하는 착륙 순서 생성부를 포함하고 상기 쌍 기반 착륙 선호 확률은, 과거 항적 데이터를 포함하는 훈련데이터를 기반으로 서로 다른 항로를 갖는 임의의 두 항공기를 한 쌍으로 설정하여 진행되는 쌍 기반 선호 학습(Pairwise Preference Learning)에 의해 학습된 모델에 대하여, 비교 대상이 되는 한 쌍의 항공기 각각에 대한 기준 시점에서의 상태정보를 입력하여 계산될 수 있다.The aircraft landing order determination apparatus according to an embodiment of the present application, the reference arrival order based on a pair-based landing preference probability calculated in pairs with other aircraft for each of a plurality of aircraft having a different route approaching the target airport A reference arrival sequence generation unit to generate and a landing order generation unit determining a landing order of aircraft by applying a Constrained Position Shifting (CPS) technique to the reference arrival sequence, wherein the pair-based landing preference probability includes training including past track data Based on data, the model for each pair of aircraft to be compared is compared to a model trained by pairwise preference learning, which is performed by pairing two random aircrafts having different routes. It can be calculated by inputting the state information at the time point.
Description
본원은 항공기 착륙 순서 결정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present application relates to an aircraft landing order determination device and method.
항공 교통의 수요는 최근까지도 증가하고 있다. 항공 교통 흐름은 항공 교통 관제사의 능력에 의존적이며, 특히, 항공기 이착륙이 빈번한 주요 공항의 항공 교통 흐름은 많은 항공기들로 인해 포화상태이다. 이는 공항에서의 항공기 지연을 야기하고, 항공기 조종사와 항공 교통 관제사에게 과도한 업무가 주어지게 되어 그에 따란 다양한 문제가 발생한다.The demand for air traffic has increased until recently. Air traffic flows are dependent on the capabilities of air traffic controllers. In particular, air traffic flows at major airports with frequent takeoffs and landings are saturated by many aircraft. This causes aircraft delays at airports and overworked tasks for aircraft pilots and air traffic controllers, resulting in a variety of problems.
항공 교통 관리의 필수적인 부분 중 하나는 공항에 착륙하는 항공기를 신속하게 처리하여 다른 항공기의 지연을 최소화하는 것이다. 항공 교통 관리에서 가장 중요한 사항인 착륙 순서 관리는 동일한 활주로로 착륙하는 2대 이상의 항공기의 착륙 순서, 또는 다양한 비행 경로의 합류 지점에서의 착륙 순서를 결정하여 공항 활주로의 수용량을 극대화 시키는 것을 의미한다. One of the essential parts of air traffic management is the rapid handling of aircraft landing at the airport, minimizing the delay of other aircraft. Landing sequence management, the most important aspect of air traffic management, means maximizing the airport runway capacity by determining the landing sequence of two or more aircraft landing on the same runway, or the landing sequence at the confluence of different flight paths.
이와 관련하여, 종래에는 선도착 선서비스 기법(First Come First Served, FCFS) 또는 최적화 방법을 기반으로 착륙 순서를 계산하여 항공 교통 관제사에게 제공하는 도착관리시스템(arrival management system)이 개발되어 현장에서 사용되고 있으나, 컴퓨터에 의해 계산된 착륙 순서가 항공 교통 관제사가 생각하는 착륙 순서와 다른 경우가 많아 활용도가 떨어지는 문제점이 존재한다.In this regard, conventionally, an arrival management system has been developed and used in the field to calculate the landing order based on the First Come First Served (FCFS) or optimization method and provide it to the air traffic controller. However, there is a problem in that the landing order calculated by the computer is different from the landing order that the air traffic controller thinks, and thus the utilization is inferior.
본원의 배경이 되는 기술은 일본등록특허공보 제 3728263호에 개시되어 있다.Background art of the present application is disclosed in Japanese Patent No. 3728263.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 과거 항적 자료를 학습하여 항공 교통 관제사가 예측하는 항공기의 착륙 순서와 유사한 착륙 순서를 제공하여 항공 교통 관제사의 최종 착륙 순서 결정에 조언정보를 제공할 수 있는 항공기 착륙 순서 결정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present application is to solve the above-described problems of the prior art, by providing a landing sequence similar to the landing sequence of the aircraft predicted by the air traffic controller by learning the past track data to provide advice information for determining the final landing order of the air traffic controller An object of the present invention is to provide an aircraft landing order determination device that can be used.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 항공 교통 관제사의 수용 비율(acceptance rate)이 높은 착륙 순서를 산출할 수 있는 항공기 착륙 순서 결정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an aircraft landing order determination device capable of calculating a landing order having a high acceptance rate of an air traffic controller.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical problem to be achieved by the embodiments of the present application is not limited to the technical problems as described above, and other technical problems may exist.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 항공기 착륙 순서 결정 장치는, 대상공항에 접근하되 서로 다른 항로를 갖는 복수의 항공기 각각에 대하여 다른 항공기와 쌍을 이루어 계산되는 쌍 기반 착륙 선호 확률에 기초하여 기준도착순서를 생성하는 기준도착순서 생성부 및 상기 기준도착순서에 CPS(Constrained Position Shifting) 기법을 적용하여 항공기 착륙 순서를 결정하는 착륙 순서 생성부를 포함하고 상기 쌍 기반 착륙 선호 확률은, 과거 항적 데이터를 포함하는 훈련데이터를 기반으로 서로 다른 항로를 갖는 임의의 두 항공기를 한 쌍으로 설정하여 진행되는 쌍 기반 선호 학습(Pairwise Preference Learning)에 의해 학습된 모델에 대하여, 비교 대상이 되는 한 쌍의 항공기 각각에 대한 기준 시점에서의 상태정보를 입력하여 계산될 수 있다.As a technical means for achieving the above technical problem, the aircraft landing order determination apparatus according to an embodiment of the present application, is calculated in pairs with other aircraft for each of a plurality of aircraft approaching the target airport but having different routes And a landing order generation unit for generating a reference arrival order based on a pair-based landing preference probability and a landing order generation unit for determining an aircraft landing order by applying a Constrained Position Shifting (CPS) technique to the reference arrival order. Landing preference probability is a model trained by Pairwise Preference Learning that proceeds by pairing any two aircraft with different routes based on training data including historical track data. Enter the status information at each time point for each pair of aircraft to be compared. And it can be calculated.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 쌍 기반 착륙 선호 확률은 식1에 의해 계산될 수 있다.According to one embodiment of the present application, the pair-based landing preference probability may be calculated by
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 식1은 식2를 사용하여 계산될 수 있다.According to an embodiment of the present application,
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 기준도착순서 생성부는, 상기 복수의 항공기 각각에 대하여 나머지 항공기 각각과 쌍을 이루어 계산되는 쌍 기반 착륙 선호 확률을 누적한 스코어를 기준으로 상기 기준도착순서를 생성할 수 있다.According to the exemplary embodiment of the present application, the reference arrival order generation unit may generate the reference arrival order based on a score obtained by accumulating the pair-based landing preference probability calculated in pairs with each other for each of the plurality of aircraft. Can be.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 복수의 항공기 중 하나의 항공기에 대하여 상기 하나의 항공기를 제외한 나머지 항공기 각각과 쌍을 이루어 계산되는 쌍 기반 착륙 선호 확률을 누적한 스코어는 식 3에 의해 계산될 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, a score obtained by accumulating the pair-based landing preference probability calculated in pairs with each of the other aircrafts except the one for one of the plurality of aircrafts may be calculated by
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 기준도착순서 생성부는, 식 4를 통해 상기 기준도착순서를 생성할 수 있다.According to the exemplary embodiment of the present application, the reference arrival order generation unit may generate the reference arrival order through
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 착륙 순서 생성부는, 생성된 상기 기준도착순서를 토대로, 상기 복수의 항공기 각각에 대하여 할당된 순서 변동 허용 횟수(Maximum Position Shift, MPS)를 고려하여 착륙 순서를 변경 또는 유지함으로써 상기 항공기 착륙 순서를 최종 결정할 수 있다.According to the exemplary embodiment of the present application, the landing order generation unit changes the landing order in consideration of the maximum number of allowed position shifts (MPS) assigned to each of the plurality of aircraft based on the generated reference arrival order. Or by maintaining the aircraft landing order.
본원의 일 실시예에 따른 항공기 착륙 순서 결정 방법은, (a) 대상공항에 접근하되 서로 다른 항로를 갖는 복수의 항공기 각각에 대하여 다른 항공기와 쌍을 이루어 계산되는 쌍 기반 착륙 선호 확률에 기초하여 기준도착순서를 생성하는 단계 및 (b) 상기 기준도착순서에 CPS(Constrained Position Shifting) 기법을 적용하여 항공기 착륙 순서를 결정하는 단계를 포함하되, 상기 쌍 기반 착륙 선호 확률은, 과거 항적 데이터를 포함하는 훈련데이터를 기반으로 서로 다른 항로를 갖는 임의의 두 항공기를 한 쌍으로 설정하여 진행되는 쌍 기반 선호 학습(Pairwise Preference Learning)에 의해 학습된 모델에 대하여, 비교 대상이 되는 한 쌍의 항공기 각각에 대한 기준 시점에서의 상태정보를 입력하여 계산될 수 있다.Aircraft landing order determination method according to an embodiment of the present application, (a) based on a pair-based landing preference probability calculated in pairs with other aircraft for each of a plurality of aircraft approaching the target airport but having different routes Generating an arrival sequence and (b) applying a Constrained Position Shifting (CPS) technique to the reference arrival sequence to determine the landing sequence of the aircraft, wherein the pair based landing preference probability includes historical track data. For a model trained by Pairwise Preference Learning, which is performed by pairing any two aircraft with different routes based on the training data, for each pair of aircraft to be compared It may be calculated by inputting state information at the reference time point.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 쌍 기반 착륙 선호 확률은, 식 1에 의해 계산될 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the pair-based landing preference probability may be calculated by
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 식 1은 식 2를 사용하여 계산될 수 있다.According to one embodiment of the present application,
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 (a) 단계는, 상기 복수의 항공기 각각에 대하여 나머지 항공기 각각과 쌍을 이루어 계산되는 쌍 기반 착륙 선호 확률을 누적한 스코어를 기준으로 상기 기준도착순서를 생성할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the step (a) may generate the reference arrival order based on a score obtained by accumulating a pair-based landing preference probability calculated in pairs with each other aircraft for each of the plurality of aircraft. Can be.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 복수의 항공기 중 하나의 항공기에 대하여 상기 하나의 항공기를 제외한 나머지 항공기 각각과 쌍을 이루어 계산되는 쌍 기반 착륙 선호 확률을 누적한 스코어는 식 3에 의해 계산될 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, a score obtained by accumulating the pair-based landing preference probability calculated in pairs with each of the other aircrafts except the one for one of the plurality of aircrafts may be calculated by
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 (a) 단계는, 식 4를 통해 상기 기준도착순서를 생성할 수 있다.According to an embodiment of the present application, step (a) may generate the reference arrival sequence through
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 (b) 단계는, 생성된 상기 기준도착순서를 토대로, 상기 복수의 항공기 각각에 대하여 할당된 순서 변동 허용 횟수(Maximum Position Shift, MPS)를 고려하여 착륙 순서를 변경 또는 유지함으로써 상기 항공기 착륙 순서를 최종 결정할 수 있다.According to an embodiment of the present application, the step (b) is based on the generated reference arrival order, the landing order in consideration of the maximum number of allowed position shift (MPS) assigned for each of the plurality of aircraft By changing or maintaining, the aircraft landing order can be finally determined.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-mentioned means for solving the problems are merely exemplary, and should not be construed as limiting the present application. In addition to the above-described exemplary embodiments, additional embodiments may exist in the drawings and detailed description of the invention.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 과거 항적 자료를 쌍 기반 선호 학습에 의해 학습된 모델을 통해 항공 교통 관제사가 예측하는 항공기의 착륙 순서와 유사한 착륙 순서를 제공하여 항공 교통 관제사의 최종 착륙 순서 결정에 조언 정보를 제공할 수 있는 항공기 착륙 순서 결정 장치를 제공할 수 있다.According to the above-described problem solving means of the present application, the final landing order of the air traffic controller is determined by providing a landing order similar to the landing order of the aircraft predicted by the air traffic controller through a model trained on pair-based preference learning of past track data. It is possible to provide an aircraft landing order determination device capable of providing advice information.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 항공 교통 관제사의 수용 비율(acceptance rate)이 높은 착륙 순서를 산출함으로써, 공항내 활주로의 항공기 수용 용량을 최대화할 수 있고 항공기의 지연을 감소시킬 수 있는 항공기 착륙 순서 결정 장치를 제공할 수 있다.According to the above-described problem solving means of the present invention, by calculating the landing order of the air traffic controller high acceptance rate, the aircraft landing can maximize the aircraft capacity of the runway in the airport and reduce the delay of the aircraft An order determining device can be provided.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 항공기 착륙 순서 결정 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 항공기 착륙 순서 결정 장치의 공항의 진입 웨이 포인트의 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 항공기 착륙 순서 결정 장치의 항공기 착륙 순서 결정의 흐름을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 항공기 착륙 순서 결정 장치의 기준도착순서를 생성하기 위한 항공기간 스코어의 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 항공기 착륙 순서 결정 장치의 항공기간 스코어에 따라 산출된 기준도착순서의 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 항공기 착륙 순서 결정 장치의 학습을 위한 항공기 쌍을 추출하는 방법을 설명하기 위한 예를 도시한 도면이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 항공기 착륙 순서 결정 장치의 유효성을 평가하기 위한 실험에서 항로에 따른 변수 별 계수를 도시한 도면이다.
도 8은 기존 방법(종래 기법)에 의한 착륙 순서와 항공 교통 관제사에 의한 착륙 순서를 비교한 도면이다.
도 9는 항공기 무게별 최소 분리 기준을 도시한 도면이다.
도 10은 본원의 일 실시예에 따른 항공기 착륙 순서 결장 장치의 하이브리드 시퀀싱 모델과 CPS 기법을 적용하지 않은 쌍 기반 착륙 선호 모델에 의한 순위 상관 계수를 비교한 도면이다.
도 11은 본원의 일 실시예에 따른 항공기 착륙 순서 결정 방법의 흐름을 도시한 도면이다.1 is a view showing the configuration of the aircraft landing order determination apparatus according to an embodiment of the present application.
2 is a diagram illustrating an example of an entry way point of an airport of the aircraft landing order determining apparatus according to an embodiment of the present application.
3 is a conceptual diagram schematically showing the flow of aircraft landing order determination of the aircraft landing order determining apparatus according to an embodiment of the present application.
4 is a diagram illustrating an example of an inter-aircraft score for generating a reference arrival order of the aircraft landing order determination device according to an embodiment of the present application.
5 is a diagram illustrating an example of a reference arrival order calculated according to the inter-aircraft score of the aircraft landing order determination device according to an embodiment of the present application.
6 is a diagram illustrating an example for explaining a method of extracting a pair of aircraft for learning the aircraft landing order determining apparatus according to an embodiment of the present application.
FIG. 7 is a diagram illustrating a coefficient for each variable according to a route in an experiment for evaluating the effectiveness of the aircraft landing order determination device according to an embodiment of the present application.
8 is a view comparing the landing order by the conventional method (conventional technique) and the landing order by the air traffic controller.
9 is a diagram illustrating the minimum separation criteria for each aircraft weight.
FIG. 10 is a diagram comparing a rank correlation coefficient by a hybrid sequencing model of an aircraft landing order colon apparatus and a pair-based landing preference model not applied to the CPS method, according to an exemplary embodiment.
11 is a view showing the flow of the aircraft landing order determination method according to an embodiment of the present application.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present disclosure. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted for simplicity of explanation, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is "connected" to another part, this includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another element in between. do.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is said to be located on another member "on", "upper", "top", "bottom", "bottom", "bottom", this means that any member This includes not only the contact but also the case where another member exists between the two members.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding the other components unless otherwise stated.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 항공기 착륙 순서 결정 장치의 구성을 도시한 도면이다.1 is a view showing the configuration of the aircraft landing order determination apparatus according to an embodiment of the present application.
공항으로 도착하는 항공기의 착륙 시퀀스를 결정하는 항공 교통 관제사를 지원하는 툴 중 하나인 Arrival manager(AMAN)는, 먼저 도착한 항공기의 현재 상태 및 비행 계획에 따라 착륙할 항공기의 예상 도착시간을 예측한다. 그리고, 예측 도착시간에 기초하여 공항의 항공기 처리량을 극대화 하거나 비행 지연을 최소화할 수 있는 효율적인 착륙 순서를 계산한다. 종래에는 AMAN의 개발을 위해 연속적인 항공기 간의 최소 분리 요건을 유지하면서 목적 함수 (예를들어, 비행 시간 또는 활주로 처리량)가 최대화되는 최적화 기반 시퀀싱 모델이 제시된 바 있다. 뿐만 아니라, 단일 활주로와 다중 활주로에 대한 최적의 도착 비행 순서와 착륙 시간을 결정하는 MILP (mixed integer linear programming) 등이 제시된 바 있다. MILP는 다양한 운영 제약 조건을 성공적으로 고려하였으나, 높은 계산 비용으로 인해 합리적인 항공 교통량에도 불구하고 실시간으로 적용 할 수 없는 문제점이 존재했다.Arrival manager (AMAN), one of the tools to assist air traffic controllers in determining the landing sequence of aircraft arriving at the airport, predicts the expected arrival time of the aircraft to be landed based on the current status and flight plan of the aircraft first arriving. Based on the estimated arrival time, we calculate the efficient landing sequence to maximize the airport's aircraft throughput or minimize flight delays. In the past, optimization-based sequencing models have been proposed for the development of AMAN that maximize the objective function (eg, flight time or runway throughput) while maintaining minimum separation requirements between consecutive aircraft. In addition, mixed integer linear programming (MILP) has been proposed to determine the optimal arrival flight sequence and landing time for single and multiple runways. MILP has successfully considered various operational constraints, but the high computational cost has made it impossible to apply in real time despite reasonable air traffic.
또한, 항공기 도착 시퀀스를 최적화 하기 위한 방안으로, 휴리스틱한 접근을 통해 최적의 시퀀스를 결정하는 방안도 제시된 바 있다. 종래에는 유전 알고리즘(Genetic Algorithm)을 통해 효율적인 도착 시퀀스를 결정하는 방안과, 동적 프로그래밍에 기반한 도착 스케쥴링 알고리즘을 활용하여 도착 시퀀스를 결정하는 방안 등이 제시된 바 있다. 그러나, 이러한 접근에도 불구하고, 종래의 알고리즘은 계산 상 효율적이지만 도착 시간 창과 같은 실제적인 제약 조건을 포함 할 수 없는 문제점이 여전히 존재한다. 즉, 종래의 알고리즘이 수학적으로 최적 또는 거의 최적의 솔루션을 제공하더라도 항공 교통 관제사의 의사 결정 프로세스 또는 실제 작업에 영향을 미치는 실제 문제를 고려할 수 없으므로, 실제로 항공 교통 관제사를 보조하기 위한 툴로 활용되는 것은 무리가 있다.In addition, as a method for optimizing the arrival sequence of the aircraft, a method for determining an optimal sequence through a heuristic approach has also been proposed. In the related art, a method of determining an efficient arrival sequence using a genetic algorithm and a method of determining an arrival sequence using an arrival scheduling algorithm based on dynamic programming have been proposed. However, despite this approach, there is still a problem that conventional algorithms are computationally efficient but cannot incorporate practical constraints such as time of arrival windows. In other words, even if a conventional algorithm provides a mathematically optimal or near optimal solution, it is not possible to take into account the actual problem affecting the air traffic controller's decision-making process or actual work, so it is actually used as a tool to assist the air traffic controller. There is a group.
따라서, 본원 발명은 과거 항적자료에 기계학습법을 적용하여 기준도착순서를 결정하고, 기준도착순서에 CPS(Constrained Position Shifting) 기법을 적용하여 항공기의 착륙 순서를 결정할 수 있는 항공기 착륙 순서 결정 장치 및 방법을 제시한다.Therefore, the present invention is to determine the landing order by applying the machine learning method to the past track data, the aircraft landing order determination device and method that can determine the landing order of the aircraft by applying the Constrained Position Shifting (CPS) technique to the reference arrival order To present.
도 1을 참조하면, 항공기 착륙 순서 결정 장치(100)는 기준도착순서 생성부(110) 및 착륙 순서 생성부(120)를 포함할 수 있다. 기준도착순서 생성부(110)는 대상공항에 접근하되 서로 다른 항로를 갖는 복수의 항공기 각각에 대하여 다른 항공기와 쌍을 이루어 계산되는 쌍 기반 착륙 선호 확률에 기초하여 기준도착순서를 생성할 수 있다. 하나의 공항에 착륙하기 위한 다양한 항로가 존재하며, 기준도착순서 생성부(110)는 서로 다른 항로로 공항에 착륙하는 한 쌍의 비행기 상호간의 착륙 우선 순위를 결정할 수 있고, 각 비행기 쌍의 착륙 우선 순위에 기초하여 상기 기준도착순서를 생성할 수 있다.Referring to FIG. 1, the aircraft landing
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 항공기 착륙 순서 결정 장치의 공항의 진입 웨이 포인트의 예를 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating an example of an entry way point of an airport of the aircraft landing order determining apparatus according to an embodiment of the present application.
설명의 편의를 위해 인천공항을 예를 들어 설명한다. 도 2는, 인천공항의 활주로 15/16와, 지역 네비게이션 (RNAV) 표준 STAR (터미널 도착 경로)을 도시한다. 서울 TMA는 다른 TMA 및 지역 통제 센터 (ACC) 섹터와 경계를 이룬다. 서울 TMA는 인천공항(ICN)에서 서쪽으로 60 해리 (NM), 동쪽으로 70 해리, 북쪽으로 25 해리, 남쪽으로 55 해리에 걸쳐있다. 또한, 인천공항에 착륙하는 항공기는 4개의 진입 웨이포인트(REBIT, OLMEN, GUKDO 및 KARBU) 중 하나를 통해 서울 TMA에 진입할 수 있다. 예시적으로, 진입 웨이포인트 REBIT를 통과하는 항공기는 중국 및 유럽에서 출발한 항공기이고, OLMEN을 통과하는 항공기는 동남아시아 및 제주에서 출발한 항공기일 수 있다. 또한, GUKDO를 통과하는 항공기는 일본과 오세아니아에서 출발한 항공기일 수 있으며, KARBU에서는 북미에서 출발한 항공기일 수 있다. 엔트리 픽스를 통과 한 각 항공기는 ACC 섹터 컨트롤러에서 서울 TMA 컨트롤러에 접근할 수 있다. 이 후 상기 항공기는 지정된 STAR 절차를 따라 DANAN 웨이포인트를 거친 후 ICN Control Tower로 이동될 수 있다.For convenience of explanation, Incheon Airport will be described as an example. FIG. 2 shows Runway 15/16 of Incheon International Airport and Regional Navigation (RNAV) Standard STAR (Terminal Arrival Route). The Seoul TMA is bordered by other TMA and Regional Control Center (ACC) sectors. The Seoul TMA spans 60 nautical miles (NM) west, 70 nautical miles east, 25 nautical miles north, and 55 nautical miles south from Incheon International Airport (ICN). In addition, aircraft landing at Incheon Airport may enter the Seoul TMA through one of four entry waypoints (REBIT, OLMEN, GUKDO and KARBU). For example, the aircraft passing through the entry waypoint REBIT may be an aircraft departing from China and Europe, and the aircraft passing through the OLMEN may be an aircraft departing from Southeast Asia and Jeju. In addition, the aircraft passing through GUKDO may be from Japan and Oceania, and from KARBU may be from North America. Each aircraft passing the entry fix can access the Seoul TMA controller from the ACC sector controller. Thereafter, the aircraft may move to the ICN Control Tower after passing through the DANAN waypoint according to the designated STAR procedure.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 항공기 착륙 순서 결정 장치의 항공기 착륙 순서 결정의 흐름을 개략적으로 나타낸 개념도이다.3 is a conceptual diagram schematically showing the flow of aircraft landing order determination of the aircraft landing order determining apparatus according to an embodiment of the present application.
도 3을 참조하면, 항공 궤적 데이터 중 일부는 인공지능 학습을 위한 훈련 데이터로 사용된다. 또한, 훈련 데이터를 이용한 학습에는 기상 데이터가 고려될 수 있다. 기준도착순서 생성부(110)는 쌍 기반 착륙 선호 확률에 기초하여 서로 다른 방향에서 동일한 목적지(공항)에 접근하는 항공기의 도착 순서를 예측할 수 있다. 상기 쌍 기반 착륙 선호 확률은, 과거 항적 데이터를 포함하는 훈련데이터를 기반으로 서로 다른 항로를 갖는 임의의 두 항공기를 한 쌍으로 설정하여 진행되는 쌍 기반 선호 학습(Pairwise Preference Learning)에 의해 학습된 모델에 대하여, 비교 대상이 되는 한 쌍의 항공기 각각에 대한 기준 시점에서의 상태정보를 입력하여 계산될 수 있다(S10). 예시적으로 상기 상태정보는 항공기의 경도, 위도, 고도 및 속도를 포함할 수 있다. 과거 항적 데이터로부터 항공기 착륙 순서를 학습함에 있어서, 항공기의 수는 시간에 따라 변화하기 때문에, 가능한 모든 도착 조건을 고려한 항공기 착륙 순서의 학습이 한꺼번에 이루어지는 것은 어렵다. 따라서, 항공기 착륙 순서를 객체의 우선 순위 결정 방식으로 취급하여 쌍 기반 선호 학습을 통해 객체 쌍의 우선 순위를 결정하고, 나아가 전체 객체의 우선 순위를 결정하고자 한다.Referring to FIG. 3, some of the air trajectory data is used as training data for artificial intelligence learning. In addition, weather data may be considered in learning using training data. The reference arrival
하나의 공항에 대해 항공기의 비행 횟수는 지속적으로 변화되고, 항공기간의 선호도 관계 즉, 착륙 우선 순위는 TMA에 진입하는 방향과 항공기의 수와 같은 변수의 조합에 의해 결정되기 때문에, 유연성 있는 시퀀싱 알고리즘이 요구되는 것은 중요한 사항이다. 이에, 쌍 기반 선호 학습에 기초한 모델(이하에서는 쌍 기반 선호 학습 모델이라 한다.)은 효율적인 연산과 다양한 변수가 존재하는 경우에도 용이하게 확장될 수 있으며, 실제 현장에서 항공 교통 관제사의 인지 과정(착륙 순서 결정)과 유사한 착륙 순서를 산출할 수 있다.Flexible sequencing algorithms because the number of flights of an aircraft for a single airport is constantly changing, and the preference relationship between aircrafts, that is, landing priority, is determined by a combination of variables such as the direction of entry into the TMA and the number of aircraft. This requirement is important. Thus, a model based on pair-based preference learning (hereinafter referred to as a pair-based preference learning model) can be easily extended even in the presence of efficient computation and various variables. A landing sequence similar to the following) can be calculated.
상기 쌍 기반 착륙 선호 확률은 수학식 1에 의해 계산될 수 있다.The pair based landing preference probability may be calculated by
[수학식 1][Equation 1]
여기서, AC i , AC j 는 비교 대상이 되는 한 쌍의 항공기이고, PREF(AC i , AC j )는 항공기 AC i 가 항공기AC j 보다 먼저 착륙할 확률을 나타낸다. PREF(AC i , AC j )의 출력 값이 1에 가까울수록 항공기 AC i 가 항공기AC j 보다 먼저 착륙할 확률이 높다. 다양한 이진 분류 알고리즘 중 이항 선별을 추정하기 위한 로지스틱 회귀 분석 모형이 사용될 수 있다. 이항 로지스틱 회귀 분석 모형은 '1'또는 '0'으로 코드화된 두 가지 결과를 도출할 경우에 활용되는 통계 방식이다. 로지스틱 함수의 종속 변수는 쌍 기반 착륙 선호 확률이 AC i > AC j 또는 AC j > AC i 인지에 대한 여부이고, 독립 변수는 항공기에 대한 상태정보를 나타낸다. 즉, 항공기의 경도, 위도, 고도 및 속도의 상태정보를 고려하여 한 쌍의 항공기 상호간의 선호 확률을 계산할 수 있다. 또한, AC i > AC j 가 참일 확률을 나타내는 로지스틱 함수는 수학식 2를 통해 계산될 수 있다(S20).Here, AC i , AC j are a pair of aircraft to be compared, PREF ( AC i , AC j ) represents the probability that the aircraft AC i will land before the aircraft AC j . The closer the output of PREF ( AC i , AC j ) is to 1, the higher the probability that aircraft AC i will land before aircraft AC j . Among various binary classification algorithms, a logistic regression model can be used to estimate the binomial selection. The binary logistic regression model is a statistical method used to derive two results coded as '1' or '0'. The dependent variable of the logistic function has a pair-based landing preference probability AC i > AC j or AC j > whether AC i or not, and the independent variable represents status information about the aircraft. That is, the preference probability of a pair of aircraft may be calculated in consideration of the state information of the aircraft's longitude, latitude, altitude, and speed. In addition, AC i A logistic function representing the probability that AC j is true may be calculated through Equation 2 (S20).
[수학식 2][Equation 2]
여기서, 는 상기 비교 대상이 되는 한 쌍의 항공기 각각에 대한 상태정보, 즉, k개의 독립 변수 벡터를 의미하고, 는 상기 쌍 기반 선호 학습에 의해 계산된 값, 즉, 학습 데이터로부터 추정된 계수 벡터를 의미한다. 쌍 기반 착륙 선호 확률은 항공기 각각이 이용하는 도착 경로(항로)의 조합이 고려될 필요가 있다. 따라서, 총 m C 2 +m 쌍의 모델이 구축될 필요가 있다.(여기서 m은 항로의 수를 나타낸다) 다시 말해, 모든 경로 조합에 대해 쌍 기반 착륙 선호 확률이 연산될 필요가 있다(S30). here, Denotes state information of each pair of aircraft to be compared, that is, k independent variable vectors, Denotes a value calculated by the pair-based preferred learning, that is, a coefficient vector estimated from the training data. The pair based landing preference probability needs to take into account the combination of arrival routes used by each aircraft. Therefore, a total model of m C 2 + m pairs needs to be constructed (where m represents the number of routes). In other words, pair based landing preference probabilities need to be calculated for all route combinations (S30). .
기준도착순서 생성부(110)는 상기 복수의 항공기 각각에 대하여 나머지 항공기 각각과 쌍을 이루어 계산되는 쌍 기반 착륙 선호 확률을 누적한 스코어를 기준으로 상기 기준도착순서를 생성할 수 있다. n개의 항공기 쌍 전체의 착륙 순서에 대한 기준도착순서를 생성하기 위해서는 전술한 바와 같이, 항로에 따라 모든 항공기 쌍{AC i , AC j |1 ≤i ≤ j ≤ n}에 대한 쌍 기반 착륙 선호 확률의 계산이 먼저 이루어진다. 이후 쌍 기반 선호 학습에 의해 학습된 모델과 가장 일치하는 전체 착륙 순서, 즉 기준도착순서가 결정된다. 이 때, 객체의 수가 커지면, 전체 시퀀스의 경우의 수가 기하급수적으로 증가하게 되어 연산량 또한 증가하게 된다. 따라서, 기준도착순서 생성부(110)는 항공기 쌍 각각의 쌍 기반 착륙 선호 확률에 스코어를 부여하고, 이를 종합하여 기준도착순서를 결정할 수 있다. The reference arrival
복수의 항공기 중 하나의 항공기에 대하여 상기 하나의 항공기를 제외한 나머지 항공기 각각과 쌍을 이루어 계산되는 쌍 기반 착륙 선호 확률을 누적한 스코어는 수학식 3에 의해 계산될 수 있다(S40).A score obtained by accumulating the pair-based landing preference probability calculated in pairs with each of the other aircrafts except the one aircraft with respect to one of the plurality of aircrafts may be calculated by Equation 3 (S40).
[수학식 3][Equation 3]
여기서, Score(i)는 상기 복수의 항공기 중 하나의 항공기의 스코어를 나타낸다. 기준도착순서는 스코어가 높은 항공기가 스코어가 낮은 항공기보다 먼저 오는 방식으로 결정될 수 있다. 상기 수학식 3에 따른 스코어 함수는 항공기 상호간에 대해 선호도를 측정하고 비교할 수 있는 평균을 제공할 수는 있으나, 다른 항공기보다 먼저 착륙할 확률에 대해서는 제공하지 않는다. 따라서, 기준도착순서 생성부(110)는 항공기간 착륙 순서의 비교를 통해 기준도착순서를 생성할 수 있으며, 이는 수학식 4로 계산될 수 있다(S50).Here, Score ( i ) represents the score of one aircraft of the plurality of aircraft. The order of arrival may be determined in such a way that aircraft with higher scores come before aircraft with lower scores. The score function according to
[수학식 4][Equation 4]
여기서, Score(i)는 n개의 항공기 중 하나의 항공기 AC i 의 스코어이고, Score(j)는 n개의 항공기 중 상기 하나의 항공기가 아닌 다른 항공기 AC j 의 스코어이며, AC i > AC j 는 상대적으로 스코어가 높은 항공기 AC i 가 상대적으로 스코어가 낮은 항공기 AC j 보다 기준도착순서에 있어서 앞선 순서를 부여받음을 의미한다.Where Score ( i ) is the score of one aircraft AC i of n aircraft, Score ( j ) is the score of another aircraft AC j other than the one of n aircraft, AC i > AC j is relative This means that aircraft AC i with a high score is given an earlier order in the reference arrival order than aircraft AC j with a relatively low score.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 항공기 착륙 순서 결정 장치의 기준도착순서를 생성하기 위한 항공기간 스코어의 예를 도시한 도면이고, 도 5는 본원의 일 실시예에 따른 항공기 착륙 순서 결정 장치의 항공기간 스코어에 따라 산출된 기준도착순서의 예를 도시한 도면이다.4 is a diagram showing an example of an inter-aircraft score for generating a reference arrival order of the aircraft landing order determination device according to an embodiment of the present application, Figure 5 is a view of the aircraft landing order determination device according to an embodiment of the present application It is a figure which shows the example of the reference arrival order computed according to the score between aircrafts.
도 4는 전체 항공기가 4대인 것으로 가정하여 산출된 쌍 기반 착륙 선호 확률을 나타내고, 도 5는 상기 4대의 항공기 각각의 스코어에 따라 결정된 기준도착순서를 나타낸다. 도 4에서 각 항공기 쌍{AC i , AC J }의 화살표는 높은 쌍 기반 착륙 선호 확률의 항공기에서 낮은 쌍 기반 착륙 선호 확률의 항공기를 향한다. 도 5를 참조하면, 4개의 항공기 각각의 쌍 기반 착륙 선호 확률을 합산하여 항공기 각각의 스코어가 산출되고, 스코어가 높은 순서에 따라 기준도착순서가 결정될 수 있다.4 shows a pair-based landing preference probability calculated on the assumption that there are four aircraft, and FIG. 5 shows a reference arrival order determined according to scores of the four aircraft. The arrow in each aircraft pair { AC i , AC J } in FIG. 4 is directed to the aircraft of low pair based landing preference probability in the aircraft of high pair based landing preference probability. Referring to FIG. 5, a score of each aircraft may be calculated by summing pair-based landing preference probabilities of each of the four aircraft, and the reference arrival order may be determined according to the high scores.
기준도착순서 생성부(110)는 연속된 한 쌍의 순위 사이의 유사도 함수(Spearman's rank correlation)를 고려하여 상기 기준도착순서를 산출할 수 있고, 이에 따라 부정확한 기준도착순서 산출의 위험성을 최소화 할 수 있다. 예시적으로, 상기 유사도 함수(Spearman's rank correlation)외에도 Kendall rank correlation와 같은 유사도 측정 함수가 사용될 수 있다. 또한, 상기 유사도 함수(Spearman's rank correlation)는 수학식 5에 의해 연산될 수 있다.The reference arrival
[수학식 5][Equation 5]
여기서, 는 실제 시퀀스(항공 관제사에 의해 결정된 착륙 순서) Seq와 추정 시퀀스(쌍 기반 선호 학습에 의한 기준도착순서) Seqj 사이의 순위 거리이고, Seq(ACi)는 항공기 ACi의 실제 착륙 순서고, n은 항공기의 수를 나타낸다. 상기 수학식 5를 통해 연산되는 계수는 -1 와 +1 사이의 값을 가질 수 있다. 추정된 시퀀스가 실제 시퀀스의 반대일 경우에는 음의 계수가 산출되고, 추정된 시퀀스 및 실제 시퀀스가 동일할 경우에는 양의 계수가 산출될 수 있다.here, Is the rank distance between the actual sequence (landing order determined by the air controller) Seq and the estimated sequence (baseline arrival order by pair-based preferred learning) Seq j , Seq (AC i ) is the actual landing order of aircraft AC i , n represents the number of aircraft. The coefficient calculated through Equation 5 may have a value between -1 and +1. A negative coefficient may be calculated when the estimated sequence is the opposite of the actual sequence, and a positive coefficient may be calculated when the estimated sequence and the actual sequence are the same.
상기 수학식 1과 2를 통해 산출된 쌍 기반 착륙 선호 확률이 정확한 추정을 제공한다고 가정하면, 수학식 4를 통해 산출된 기준도착순서는 실제 시퀀스에 대한 예상 순위거리인 D(Seq j , Seq)를 최소화하는 예측이 산출될 수 있다. 이는 수학식 6으로 표현될 수 있다.Assuming that the pair-based landing preference probabilities calculated through
[수학식 6][Equation 6]
여기서, A는 항공기의 집합이고, Sn은 A의 모든 순열 치환의 집합이다.Where A is a set of aircraft and S n is a set of all permutational substitutions of A.
착륙 순서 생성부(120)는 상기 기준도착순서에 CPS(Constrained Position Shifting) 기법을 적용하여 항공기 착륙 순서를 결정할 수 있다. CPS기법은 상기 기준도착순서가 최적에 가까울 것이라는 직관 아래, 특정 숫자를 지정하여 각 항공기가 지정된 숫자 이상으로 순서를 바꿀 수 없다고 가정하는 기법이다. 구체적으로, 착륙 순서 생성부(120)는, 생성된 상기 기준도착순서를 토대로, 상기 복수의 항공기 각각에 대하여 할당된 순서 변동 허용 횟수(Maximum Position Shift, MPS)를 고려하여 착륙 순서를 변경 또는 유지함으로써 상기 항공기 착륙 순서를 최종 결정할 수 있다. 상기 순서 변동 허용 횟수는 미리 결정될 수 있다. 예시적으로, 항공기의 상태정보와 순서 변동 허용 횟수 등과 같은 착륙에 대한 제약조건이 주어지면, 착륙 순서 생성부(120)는 순서 변동 허용 횟수를 초과하지 않는 최적의 착륙 순서를 결정할 수 있으며, 평균 지연을 최소화 하는 착륙 순서, 또는 활주로 처리량을 최대화 할 수 있는 순서로 상기 착륙 순서를 결정할 수 있다.The
이하에서는, 상기 산출된 기준도착순서에 실제 항공기 궤적 데이터를 적용하여 본원의 항공기 착륙 순서 결정 장치의 성능을 평가하기 위한 실험에 대해 설명한다. 먼저, 학습 데이터 세트를 사용하여 쌍 기반 선호 학습에 의해 학습된 모델의 유효성을 검증하고, 기준도착순서를 산출하는 쌍 기반 선호 학습 모델의 성능은 정적 분석 및 동적 분석을 통해 평가한다. 실험에는 인천공항의 15L/R활주로에 착륙한 5700개의 궤적데이터를 이용하고, 이 중 5200개는 학습 모델의 구축을 위한 학습 데이터로 사용하고 500개는 테스트를 위한 데이터로 사용한다.Hereinafter, an experiment for evaluating the performance of the aircraft landing order determination apparatus of the present application by applying actual aircraft trajectory data to the calculated reference arrival sequence will be described. First, we validate the model trained by pair-based preference learning using the training data set, and evaluate the performance of the pair-based preference learning model that yields the reference arrival order through static and dynamic analysis. For the experiment, 5700 track data that landed on 15L / R runway of Incheon Airport are used, 5200 of which are used as training data for constructing learning model and 500 are used as test data.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 항공기 착륙 순서 결정 장치의 학습을 위한 항공기 쌍을 추출하는 방법을 설명하기 위한 예를 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating an example for explaining a method of extracting a pair of aircraft for learning the aircraft landing order determining apparatus according to an embodiment of the present application.
도 6을 참조하면, 각 항공기 쌍에 대해 궤적상 모든 점은 다른 궤도상의 동일한 타임 스탬프를 갖는 점과 쌍을 이룬다. Referring to Figure 6, for each aircraft pair all points on the trajectory are paired with points with the same time stamp on different orbits.
쌍 기반 선호 학습 모델에서 적절한 변수 집합을 식별하는 것은 중요하다. 따라서, 변수 집합은 전문 항공 교통 관제사들의 공통된 의견을 참조하여 설정한다. 상기 의견에 따르면, 항공기의 현재 위치와 지정된 항로를 따라 비행하는 항공기와 활주로 사이의 거리가 착륙 순서에 영향을 미치는 주요한 요소인 것으로 파악되었다. 그러나, 각 항공기는 다른 항공기와의 안전한 분리를 유지하기 위해 TMA 내부의 지정된 경로에서 이탈하는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우, 활주로까지의 궤적패턴을 따라 항공기의 남은 비행 거리는 실시간으로 측정될 수 없다. 따라서, 항공기의 현재 위치와 활주로 사이의 거리는 쌍 기반 선호 학습 모델에서 독립 변수로 사용된다. 착륙 순서에 영향을 미치는 주요한 요인에는 속도 및 항공기의 고도가 있으며, 속도가 빠른 경우, 착륙 우선 순위가 높을 가능성이 있다. 또한, 낮은 고도의 항공기는 다른 항공기보다 착륙 우선 순위가 높을 가능성이 있다.It is important to identify the appropriate set of variables in the pair-based preference learning model. Therefore, the variable set is set with reference to common opinions of professional air traffic controllers. According to the above opinion, the current position of the aircraft and the distance between the aircraft and the runway flying along the designated route were found to be the main factors affecting the landing sequence. However, each aircraft may deviate from a designated path within the TMA to maintain safe separation from other aircraft. In this case, the remaining flight distance of the aircraft along the trajectory pattern to the runway cannot be measured in real time. Thus, the distance between the current position of the aircraft and the runway is used as an independent variable in the pair based preference learning model. The main factors affecting the landing sequence are speed and altitude of the aircraft, and if the speed is high, the landing priority is likely to be high. In addition, low altitude aircraft have a higher landing priority than other aircraft.
항공 교통 관제사는 착륙 순서를 결정할 때, 공항내 항공기 교통 흐름에 따른 효율성을 최우선으로 하여 착륙 순서를 결정할 수 있다. 또한, 지정되거나 요청된 활주로는 항공 교통 관제사의 착륙 순서 결정에 결정적일 수 있다. 공항이 분주한 경우, 착륙하는 항공기에 할당된 착륙 게이트를 다른 항공기가 사용하는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우, 항공 교통 관제사는 일부 항공기의 순서를 지연하는 변경을 수행할 수 있다. 그러나, 인천 공항의 착륙 게이트 이용 가능 여부는 실시간으로 제공되지 않으므로, 서울 TMA의 항공 교통 관제사는 이를 고려할 수 없다. 한편, 인천 공항은 서로 종속된 3개의 평행 활주로를 포함한다. 따라서, 서로 종속된 평행 활주로는 분리 요건이 감소된 단일 활주로로 간주되기 때문에 활주로의 지정은 착륙 순서에 영향을 미치지 않는다.When determining the landing order, the air traffic controller may determine the landing order by giving priority to the efficiency of the aircraft traffic flow in the airport. In addition, the designated or requested runway may be critical for determining the landing order of the air traffic controller. If the airport is busy, other aircraft may use the landing gate assigned to the landing aircraft. In this case, the air traffic controller may make changes that delay the order of some aircraft. However, the availability of the landing gate of Incheon Airport is not provided in real time, so the air traffic controller of Seoul TMA cannot take this into account. Incheon Airport, on the other hand, includes three parallel runways that are dependent on each other. Thus, the designation of runways does not affect the landing order because parallel runways that are dependent on each other are considered as a single runway with reduced separation requirements.
항공기 착륙 순서에 영향을 미치는 또 다른 요소에는 항공기 유형이 있다. 항공기의 하강 속도 및 고도 프로필은 항공기 성능에 따라 다르며 항공기 유형에 따라 다를 수 있다. 따라서 항공 교통 관제사는 항공기의 착륙 순서를 결정할 때 항공기 유형을 고려할 수 있다. 또한 선행 및 후행 항공기의 유형에 따라 다양한 분리 기준이 적용되며 항공 교통 관제사는 활주로 용량을 극대화 하기 위해 이를 고려할 수 있다. 착륙 절차 전반에 걸친 항공기 교통 상황은 착륙 순서의 또 다른 결정 요소일 수 있다. 이러한 독립 변수는 공항에 따라 변화될 수 있다.Another factor that affects the aircraft landing order is the aircraft type. The descent speed and altitude profile of an aircraft depends on aircraft performance and may vary by aircraft type. Thus, air traffic controllers may consider the type of aircraft when determining the order of landing of the aircraft. In addition, different segregation criteria apply depending on the type of preceding and following aircraft, and air traffic controllers may consider this to maximize runway capacity. Aircraft traffic conditions throughout the landing procedure may be another determinant of landing order. These independent variables can vary from airport to airport.
항공기 착륙에 대한 공항 교통 흐름의 각 조합에 대한 쌍 기반 선호 학습 모델의 구축에는 전술한 이항 로지스틱 회귀 분석 모형이 사용될 수 있다. 인천공항은 도 2에 도시된 바와 같이 4개의 도착 절차를 가지기 때문에, 10개의 쌍으로 구성된 쌍 기반 선호 학습 모델이 구축될 수 있다. 상기 모델 구축에서는 서울 TMA를 비행하는 두 대의 항공기 AC-1 및 AC2의 상태정보와 실제 착륙순서를 학습에 사용하였다. 다른 엔트리 픽스가 사용 된 모델 (예 : REBIT-OLMEN)에서 AC1은 첫 번째 진입 점 (REBIT)의 항공기를 나타내고 AC2는 두 번째 진입 점 (OLMEN)의 항공기를 나타낸다. 엔트리 픽스가 모두 동일한 모델 (예 : REBIT-REBIT)에서 AC1 및 AC2는 각각 선행 항공기 및 다음 항공기에 해당한다.The binomial logistic regression model described above can be used to construct a pair-based preference learning model for each combination of airport traffic flows for aircraft landing. Since Incheon Airport has four arrival procedures as shown in FIG. 2, a pair-based preference learning model consisting of ten pairs can be constructed. In the model construction, the status information and actual landing sequence of two aircrafts AC-1 and AC2 flying Seoul TMA were used for learning. In models where other entry fixes were used (e.g. REBIT-OLMEN), AC1 represents the aircraft at the first entry point (REBIT) and AC2 represents the aircraft at the second entry point (OLMEN). In models where the entry fixes are all the same (e.g. REBIT-REBIT), AC1 and AC2 correspond to the preceding and next aircraft, respectively.
모든 독립 변수의 척도를 표준화한 후 모든 모델에 대해 Wald테스트를 수행하여 각 변수와 쌍 순서 간의 일변량 연관성을 검사한다. Wald테스트는 독립 변수가 통계적으로 유의하지 않다는 가설에 기초한 가설 테스트를 의미한다. 유의 수준 α=0.05에서 하나 또는 두개의 특징을 제외한 모든 특징은 대부분의 모델에서 통계적으로 유사한 결과를 나타내었다. 또한, 통계적으로 유의한 특징만이 각 쌍 모델에 대한 독립 변수로 선택되었다.After standardizing the scale of all independent variables, Wald tests are performed on all models to examine the univariate associations between each variable and pair order. The Wald test is a hypothesis test based on the hypothesis that independent variables are not statistically significant. At the significance level α = 0.05, all features except one or two showed statistically similar results in most models. In addition, only statistically significant features were selected as independent variables for each paired model.
변수간 잠재적 의존성을 추가로 확인하기 위해 분산 영향 인자(variance influence factors, VIF)를 연산한다. 이러한 값은 회귀 분석에서 다중공선성 정도를 측정하며, 분산 영향 인자를 보여 주는 독립 변수는 일반적으로 설명할 수 없는 충분한 변동성을 제공하는 것으로 간주될 수 있다. 모든 노드 내 변수의 분산 영향 인자가 5미만이기 때문에 모델에서 유의한 다중공선성은 발견되지 않았다.Compute variation influence factors (VIF) to further identify potential dependencies between variables. These values measure the degree of multicollinearity in the regression analysis, and independent variables that show the variance influencing factor can be considered to provide sufficient variability that is not generally explained. No significant multicollinearity was found in the model because the variance effect factor of the variables in all nodes was less than 5.
KARBU항로를 이용하는 항공기가 다른 항공기보다 높은 우선 순위를 가질 확률은 KARBU항로를 통한 교통량이 다른 항공기보다 훨씬 적더라도 필연적으로 낮은 것은 아니다. 예를 들어, OLMEN-KARBU 항로용 75 쌍의 항공기 중 OLMEN 항공기에 앞서서 착륙하는 KARBU 항공기의 비율은 45%이다. 따라서 훈련 데이터는 불균형으로 간주되지 않을 수 있다.The probability that an aircraft using the KARBU route will have a higher priority than other aircraft is not necessarily low, even if the volume of traffic through the KARBU route is much less than that of other aircraft. For example, of the 75 pairs of aircraft for the OLMEN-KARBU route, the percentage of KARBU aircraft landing before OLMEN aircraft is 45%. Thus training data may not be considered imbalanced.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 항공기 착륙 순서 결정 장치의 유효성을 평가하기 위한 실험에서 항로에 따른 변수 별 계수를 도시한 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating a coefficient for each variable according to a route in an experiment for evaluating the effectiveness of the aircraft landing order determination device according to an embodiment of the present application.
도 7을 참조하면 각 변수 각각에 대해 추정된 계수( )를 도시하고, 통계적 유의성이 괄호안에 표시된다. 또한, 독립 변수로 선택되지 않은 계수는 음영 처리 된다. 쌍 기반 선호 학습 모델에서 양의 계수는 해당 독립변수가 종속변수(즉, 착륙 순서)와 양의 상관관계를 가짐을 의미하고, 음의 계수는 해당 독립변수가 종속변수에 음의 상관관계를 가짐을 의미한다. 또한 계수의 절대 값이 클수록 해당 변수와 종속변수 간의 상관 관계가 크다고 해석할 수 있다.Referring to FIG. 7, the estimated coefficient for each variable ( ), And statistical significance is indicated in parentheses. Also, coefficients not selected as independent variables are shaded. In a pair-based preferred learning model, positive coefficients mean that the independent variable has a positive correlation with the dependent variable (ie, landing order), while negative coefficients have a negative correlation with the dependent variable. Means. It can also be interpreted that the greater the absolute value of the coefficient, the greater the correlation between the variable and the dependent variable.
학습 결과에 따르면, 공항에 가까운 항공기와 고도가 낮은 항공기가 더 높은 착륙 우선 순위를 가지는 것을 나타내었다. DIST1과 ALT1 변수에 대한 모든 계수는 음 (β1, β2 <0)이었고 DIST2와 ALT2에 대한 모든 계수는 양 (β4, β5> 0)이었다. 항공 교통 관제사가 먼저 낮은 고도에서 공항에 더 가까이 접근하여 접근하는 항공기를 처리하는 것은 합리적이라 할 수 있다. 동일 항로에 대한 모델(예:REBIT-REBIT)에서, SP1은 음의 계수(β3<0)를 가졌고 SP2는 고정 계수를 가졌다(β6>0). 일반적으로 더 낮은 고도에서 공항에 더 가까운 항공기는 더 낮은 속도로 비행할 가능성이 더 높기 때문에 이 항공기는 더 높은 착륙 우선 순위를 얻게 된다. 다른 항로에 대한 모델(예:OLMEN-GUID)에서 모든 SPD변수는 하나를 제외하고 양의 계수를 가진다. 모든 ALT 계수는 상응하는 SPD 변수 (| β2 |> | β3 |, | β5 |> | β6 |)보다 절대 값이 더 크게 나타났다. 이것은 TMA 내부의 항공기에 접근하여 점진적으로 진입 속도에서 착륙까지의 고도를 낮추는 반면, 속도 제한은 제한 속도에 따라 용이하게 조정할 수 없다는 것을 의미한다. 따라서, 항공기의 고도는 항공 교통 관제사의 의사 결정에 더 큰 영향을 미친다.Learning results show that aircraft close to the airport and those at lower altitudes have higher landing priorities. All coefficients for the DIST1 and ALT1 variables were negative (β 1 , β 2 <0) and all coefficients for DIST2 and ALT2 were positive (β 4 , β 5 > 0). It would be reasonable for an air traffic controller to first handle an aircraft approaching closer to the airport at a lower altitude. In the model for the same route (eg REBIT-REBIT), SP1 had a negative coefficient (β3 <0) and SP2 had a fixed coefficient (β6> 0). In general, aircraft closer to the airport at lower altitudes are more likely to fly at lower speeds, so they get higher landing priority. In models for other routes (eg OLMEN-GUID), all SPD variables have positive coefficients except one. All ALT coefficients showed greater absolute values than the corresponding SPD variables (| β2 |> | β3 |, | β5 |> | β6 |). This means that access to the aircraft inside the TMA will gradually lower the altitude from entry speed to landing, while the speed limit cannot be easily adjusted according to the speed limit. Thus, the altitude of the aircraft has a greater influence on the decision of the air traffic controller.
쌍 기반 선호 학습 모델의 성능을 검증하기 위해 10회 교차 검증을 실시하였다. 전체 데이터 세트는 랜덤 하게 동일한 크기의 하위 세트 10개로 분할되었다. 이후 학습 및 검증 프로세스를 10번 반복했으며, 각 시험에서 성능을 테스트하기 위해 다른 부분 집합의 데이터를 사용하였다. 그 결과, KARBU-KARBU를 제외한 모든 학습된 모델의 정확도는 88%이상이며 평균은 도 7에 도시된 바와 같이 94.6%를 나타냈다.To verify the performance of the pair-based preference learning model, we performed 10 cross validations. The entire data set was randomly divided into 10 subsets of equal size. We then repeated the training and validation process ten times, using different subsets of data to test performance in each test. As a result, the accuracy of all trained models except KARBU-KARBU was over 88% and the average was 94.6% as shown in FIG.
복수의 항공기에 대한 정확도 평가를 위해, 쌍 기반 선호 학습 모델을 기반으로 4 개의 연속 도착 140 세트에 대한 기준도착순서를 생성한다. 예시적으로, 각 세트에 대해, 6 쌍의 확률 추정치가 쌍 기반 선호 학습 모델로부터 계산된다. 상기 기준도착순서는 수학식 3 및 수학식 4에 기초하여 항공기 각각의 스코어에 따라 기준도착순서가 생성된다. 쌍 기반 선호 학습 모델에 의한 기준도착순서의 정확도는 상기 유사도 함수(Spearman's rank correlation)를 이용하여 평가된다. 착륙하는 항공기마다 기준도착순서에 따른 순서와 실제 시퀀스(항공 관제사에 의해 결정된 착륙 순서)간의 상관 관계를 산출하고, 평균을 연산한다. 상기 평균에 대한 순위 상관 계수는 [수학식 7]을 통해 연산될 수 있다.To assess the accuracy of multiple aircraft, we generate a baseline arrival sequence for 140 sets of four consecutive arrivals based on a pair-based preference learning model. By way of example, for each set, six pairs of probability estimates are computed from the pair based preference learning model. The reference arrival order is generated based on
[수학식 7][Equation 7]
여기서, k는 세트의 수인 140이고, ρs는 수학식 5에서 정의된 s번째 세트의 유사도 함수에 의한 순위 상관 계수이다. 제안된 쌍 기반 선호 학습 모델의 순위 상관 계수는 0.8571로 연산되었다.Here, k is 140, the number of sets, and ρs is a rank correlation coefficient by the similarity function of the s-th set defined in Equation (5). The rank correlation coefficient of the proposed pair-based preference learning model was calculated to be 0.8571.
특징 선택에 대한 결과의 민감도를 분석하기 위해 동일한 알고리즘을 사용하지만 변수 집합이 다른 두개의 기준 모델을 구축했다. 이 모델은 평가를 위해 현재 모델과 동일한 데이터 세트에 적용되었다. 또한, 거리에 대한 변수만 사용한 결과, 상기 유사도 함수(Spearman's rank correlation)에 따른 순위 상관 계수는 0.7971로 산출되었다. 이는 남은 거리가 도착 순서 지정에서 가장 중요한 요인이지만 다른 요인 또한 항공 교통 관제사의 결정에 영향을 미칠 수 있음을 의미한다. We used the same algorithm to analyze the sensitivity of the results to feature selection, but built two reference models with different sets of variables. This model was applied to the same data set as the current model for evaluation. In addition, as a result of using only a variable for distance, a rank correlation coefficient according to the Spearman's rank correlation was calculated to be 0.7971. This means that the remaining distance is the most important factor in order of arrival, but other factors may also influence the decision of the air traffic controller.
또한, 활주로까지의 거리 대신 항공기의 현재 위치의 위도 / 경도를 변수로 사용한 테스트를 수행하였다. 이 때, 다른 변수는 전술한 쌍 기반 선호 학습 모델과 동일하게 유지하였다. 변수를 수정한 쌍 기반 선호 학습 모델의 평균 정확도는 95.4 % 였고 이는 거리 변수를 고려한 상기의 모델과 거의 동일하다. 반면, 다중 비행의 전체 시퀀스에 대한 정확도는 유사도 함수(Spearman's rank correlation)에 따른 순위 상관 계수가 0.8086 인 상기 학습 모델보다 약간 떨어졌으며 [-1, +1]의 척도에서 2.4 % 낮은 결과가 도출되었다. 즉, 상기 실험에 따른 쌍 기반 선호 학습 모델은 유사도 함수(Spearman's rank correlation)에 따른 순위 상관 계수의 측면에서 항공 교통 관제사에 의한 착륙 순서와 유사하며, 일반적인 교통 상황에서는 정확도 높은 결과를 도출할 수 있으나, 실제 항공 교통 관제사는 공항의 실시간적인 교통 상황에 따라 착륙 순서를 유동적으로 수정할 수 있으므로, 특정 교통 상황에서의 착륙 순서 예측은 다소 어려운 측면이 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 REBIT 항로는 인천공항에서 같은 거리에있는 다른 항로의 항공편보다 도착 속도와 하강 비율을 크게 만드는 짧은 트랙 길이를 가지고 있다. 또한, REBIT 항로에서 도착한 항공기는 서쪽에서 출발하고, 다른 항로를 이용하는 항공기는 동쪽으로 도착하기 때문에, REBIT에서 활주로에 대한 교통 흐름을 정리하는 데 어려움을 겪을 수 있다. 이러한 구조상의 이유로 REBIT의 비행은 상대적으로 제어 유연성이 떨어지며 항공 교통 관제사는 교통 흐름 관리를 수행 할 때, REBIT항로를 이용하는 항공기에 다른 우선 순위를 부여하는 경향이 있다.In addition, tests were conducted using the latitude / longitude of the aircraft's current position as a variable instead of the distance to the runway. At this time, other variables were kept the same as the pair-based preferred learning model described above. The average accuracy of the modified modified pair-based preference learning model was 95.4%, which is almost the same as the above model considering distance variables. On the other hand, the accuracy for the entire sequence of multiple flights was slightly lower than the learning model with a rank correlation coefficient of 0.8086 according to Spearman's rank correlation, resulting in a 2.4% lower result on the scale of [-1, +1]. . That is, the pair-based preference learning model according to the experiment is similar to the landing order by the air traffic controller in terms of rank correlation coefficient according to Spearman's rank correlation, and in general traffic conditions, it is possible to obtain high accuracy results. However, since the actual air traffic controller can flexibly modify the landing order according to the airport's real-time traffic situation, the landing order prediction in a certain traffic situation is somewhat difficult. As shown in FIG. 2, the REBIT route has a shorter track length, which makes the arrival speed and descent rate larger than those of other routes at the same distance from Incheon International Airport. In addition, aircraft arriving from the REBIT route depart from the west and aircraft using other routes arrive east, which can cause difficulties in organizing traffic flows on the runway at REBIT. For these structural reasons, REBIT flight is relatively inflexible and air traffic controllers tend to give other priorities to aircraft using REBIT routes when performing traffic flow management.
도 8은 기존 방법(종래 기법)에 의한 착륙 순서와 항공 교통 관제사에 의한 착륙 순서를 비교한 도면이고, 도 9는 항공기 무게별 최소 분리 기준을 도시한 도면이다.8 is a view comparing the landing order by the conventional method (conventional technique) and the landing order by the air traffic controller, Figure 9 is a view showing the minimum separation criteria for each aircraft weight.
도 8을 참조하면, 최적화를 통해 산출된 착륙 순서는 실제 항공 교통 관제사가 결정한 착륙 순서와 상이할 수 있다. Referring to FIG. 8, the landing order calculated through optimization may be different from the landing order determined by the actual air traffic controller.
공항 근처의 영공은 복잡한 교통 환경을 가지기 때문에, 항공 교통 관제사의 결정과 상이한 최적 착륙 순서를 항공 교통 관제사에게 추천하는 것은 비현실적일 수 있다. 종래에는 이러한 문제를 해결하기 위해 선도착 선서비스 기법(First-Come-First-Served FCFS)과 CPS 기법을 이용한 바 있다. 선도착 선서비스 기법에 의한 착륙 순서는 활주로 도착예정시간(Estimated Time of Arrival, ETA)이 빠른 항공기를 먼저 착륙시키는 방법으로, 항공 교통 관제사가 예측한 착륙 순서와 유사하지만 완전히 일치하진 않는다. 이렇듯, 선도착 선서비스 기법은 항공 교통 관제사의 의사를 완전히 반영할 수 없으므로, 선도착 선서비스 기법과 항공 교통 관제사의 착륙 순서에는 차이가 여전히 존재한다. 이에, 항공기 착륙 순서 결정 장치(100)는, 쌍 기반 선호 학습 모델을 이용함으로써 항공 교통 관제사가 예측한 착륙 순서와 최대로 동일한 착륙 순서를 예측할 수 있고, 전술한 CPS 기법을 적용함으로써, 보다 최적화된 착륙 순서를 산출할 수 있다. 전술한 바와 같이, 착륙 순서 생성부(120)는, 생성된 상기 기준도착순서를 토대로, 상기 복수의 항공기 각각에 대하여 할당된 순서 변동 허용 횟수(Maximum Position Shift, MPS)를 고려하여 착륙 순서를 변경 또는 유지함으로써 상기 항공기 착륙 순서를 최종 결정할 수 있다. 이하에서는, CPS 기법을 적용한 쌍 기반 착륙 선호 모델을 하이브리드 시퀀싱 모델이라 칭한다. 상기 순서 변동 허용 횟수는 미리 결정될 수 있다. 예시적으로, 항공기의 상태정보와 순서 변동 허용 횟수 등과 같은 착륙에 대한 제약조건이 주어지면, 착륙 순서 생성부(120)는 순서 변동 허용 횟수를 초과하지 않는 최적의 착륙 순서를 결정할 수 있으며, 평균 지연을 최소화 하는 착륙 순서, 또는 활주로 처리량을 최대화 할 수 있는 순서로 상기 착륙 순서를 결정할 수 있다.Because airspace near the airport has a complex traffic environment, it may be impractical to recommend an air traffic controller an optimal landing sequence that is different from the air traffic controller's decision. Conventionally, first-come-first-served FCFS and CPS techniques have been used to solve this problem. The landing sequence by the first-come-first-served technique is a method of landing an aircraft with a fast estimated time of arrival (ETA) first, similar to the landing sequence predicted by the air traffic controller, but not completely consistent. As such, the first-in-first-out service technique cannot fully reflect the intention of the air traffic controller, so there is still a difference in the landing order of the first-in-first-hand service technique and the air traffic controller. Accordingly, the aircraft landing
CPS 기법을 적용하여 산출된 착륙 순서의 정확도 및 성능을 평가하는 실험을 수행하였다. 실험에 사용된 데이터 세트는 인천공항에 착륙한 5700개의 궤적데이터를 이용하였고, 각 테스트 샘플은 교통 혼잡도가 높은 상황을 고려하기 위해 연속해서 도착하는 6대의 항공기를 고려했다. 본 실험에서는 CPS 기법을 적용하지 않은 쌍 기반 착륙 선호 모델에 의한 착륙 순서와 하이브리드 시퀀싱 모델에 의한 착륙 순서를 비교하는 것으로 평가를 수행한다. 평균 지연 시간을 최소화하는 방향으로 착륙 순서를 결정하였고, 도 9에 도시된 무게별 최소 분리 기준을 적용하였다. 항공기의 궤적 예측은 다중 선형 회귀 모델을 적용하였고, 회귀 모델에서 고도와 속도는 독립 변수로 포함되었고, 다른 변수는 고려하지 않는 것으로 설정한다. Experiments were conducted to evaluate the accuracy and performance of the landing sequence calculated by applying the CPS technique. The data set used in the experiment used 5700 trajectories of data that landed at Incheon International Airport, and each test sample considered six aircraft arriving in succession to account for high traffic congestion. In this experiment, we evaluate by comparing the landing order by the pair-based landing preference model without the CPS technique and the landing order by the hybrid sequencing model. The landing order was determined in the direction of minimizing the average delay time, and the minimum separation criteria for each weight shown in FIG. 9 were applied. The aircraft's trajectory prediction is applied to the multiple linear regression model. In the regression model, altitude and speed are included as independent variables, and other variables are not considered.
도 10은 본원의 일 실시예에 따른 항공기 착륙 순서 결장 장치의 하이브리드 시퀀싱 모델과 CPS 기법을 적용하지 않은 쌍 기반 착륙 선호 모델에 의한 순위 상관 계수를 비교한 도면이다.FIG. 10 is a diagram comparing a rank correlation coefficient by a hybrid sequencing model of an aircraft landing order colon apparatus and a pair-based landing preference model not applied to the CPS method, according to an exemplary embodiment.
도 10을 참조하면 순위 상관 계수는 항공 교통 관제사의 착륙 순서 결정에 대한 조언으로써 각 모델에 의해 생성된 착륙 순서의 수용 가능성을 나타낼 수 있다. 즉 순위 상관 계수가 높을수록 항공 교통 관제사가 결정한 착륙 순서와 유사하기 때문에 모델에 의해 예측된 착륙 순서를 항공 교통 관제사가 수용할 가능성이 높다고 해석될 수 있다. Referring to FIG. 10, the rank correlation coefficient may indicate the acceptability of the landing order generated by each model as an advice on determining the landing order of the air traffic controller. In other words, the higher the correlation coefficient, the more similar the landing order determined by the air traffic controller. Therefore, it may be interpreted that the air traffic controller is more likely to accept the landing order predicted by the model.
도 10을 참조하면, 하이브리드 시퀀싱 모델(Hybrid sequensing algorithm)은 기존방법에 의한 최적 착륙 순서(Optimal sequence)와 비교하여 평균 지연 시간을 5.6%증가시키는 비용으로 순위 상관 계수를 5.2%증가(0.6817에서 0.7174)시킬 수 있다. 반면, CPS 기법을 적용하지 않은 쌍 기반 착륙 선호 모델(Reference sequence by proposed prediction model)의 순위 상관 계수는 0.8029이며 이는 최적 착륙 순서의 순위 상관 계수보다 17.8% 높은 수치이다. 항공기의 착륙 순서는 최종적으로 항공 교통 관제사에 의해 결정되어야 할 사항이지만 이상에서 살펴본 본원의 일 실시예에 따른 항공기 착륙 순서 결정 장치(100)에 의해 산출된 항공기 착륙순서는 실제 착륙 순서와 유사한 결과를 도출할 수 있으므로, 항공 교통 관제사의 의사결정에 일조할 수 있다. 즉, 항공 교통 관제사와 학습 모델간의 상호작용을 통해 보다 최적화되고 정확한 항공기의 착륙 순서가 도출될 수 있다.Referring to FIG. 10, the hybrid sequencing algorithm increases the rank correlation coefficient by 5.2% (0.6817 to 0.7174) at a cost that increases the average delay time by 5.6% compared to the optimal landing sequence by the conventional method. You can. On the other hand, the rank correlation coefficient of the reference sequence by proposed prediction model without applying the CPS technique is 0.8029, which is 17.8% higher than the rank correlation coefficient of the optimal landing order. The landing order of the aircraft is to be finally determined by the air traffic controller, but the landing order calculated by the aircraft landing
도 11은 본원의 일 실시예에 따른 항공기 착륙 순서 결정 방법의 흐름을 도시한 도면이다.11 is a view showing the flow of the aircraft landing order determination method according to an embodiment of the present application.
도 11에 도시된 항공기 착륙 순서 결정 방법은 도시된 식별 정보 전달 방법은 앞선 도 1내지 도 10을 통해 설명된 항공기 착륙 순서 결정 장치(100)에 의하여 수행된다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 도 1내지 도 10을 통해 항공기 착륙 순서 결정 장치(100)에 대하여 설명된 내용은 도 11에도 동일하게 적용될 수 있다.The aircraft landing order determination method illustrated in FIG. 11 is performed by the aircraft landing
도 11을 참조하면, 단계 S1110에서 기준도착순서 생성부(110)는 대상공항에 접근하되 서로 다른 항로를 갖는 복수의 항공기 각각에 대하여 다른 항공기와 쌍을 이루어 계산되는 쌍 기반 착륙 선호 확률에 기초하여 기준도착순서를 생성할 수 있다. 기준도착순서 생성부(110)는 서로 다른 항로로 공항에 착륙하는 한 쌍의 비행기 상호간의 착륙 우선 순위를 결정할 수 있고, 각 비행기 쌍의 착륙 우선 순위에 기초하여 상기 기준도착순서를 생성할 수 있다. Referring to FIG. 11, in operation S1110, the reference arrival
상기 쌍 기반 착륙 선호 확률은, 과거 항적 데이터를 포함하는 훈련데이터를 기반으로 서로 다른 항로를 갖는 임의의 두 항공기를 한 쌍으로 설정하여 진행되는 쌍 기반 선호 학습(Pairwise Preference Learning)에 의해 학습된 모델에 대하여, 비교 대상이 되는 한 쌍의 항공기 각각에 대한 기준 시점에서의 상태정보를 입력하여 계산될 수 있다. 예시적으로 상기 상태정보는 항공기의 경도, 위도, 고도 및 속도를 포함할 수 있다. 과거 항적 데이터로부터 항공기 착륙 순서를 학습함에 있어서, 항공기의 수는 시간에 따라 변화하기 때문에, 가능한 모든 도착 조건을 고려한 항공기 착륙 순서의 학습이 한꺼번에 이루어지는 것은 어렵다. 따라서, 항공기 착륙 순서를 객체의 우선 순위 결정 방식으로 취급하여 쌍 기반 선호 학습을 통해 객체 쌍의 우선 순위를 결정하고, 나아가 전체 객체의 우선 순위를 결정하고자 한다.The pair-based landing preference probability is a model trained by pairwise preference learning performed by pairing two random aircrafts having different routes based on training data including past track data. With respect to, can be calculated by inputting the state information at the reference time point for each of the pair of aircraft to be compared. For example, the state information may include the longitude, latitude, altitude, and speed of the aircraft. In learning the aircraft landing sequence from historical track data, since the number of aircraft changes over time, it is difficult to simultaneously learn the aircraft landing sequence considering all possible arrival conditions. Therefore, the aircraft landing order is treated as an object prioritization method to determine the priority of an object pair through pair-based preferred learning, and further, to determine the priority of the entire object.
상기 쌍 기반 착륙 선호 확률은 수학식 8에 의해 계산될 수 있다.The pair-based landing preference probability may be calculated by Equation 8.
[수학식 8][Equation 8]
여기서, AC i , AC j 는 비교 대상이 되는 한 쌍의 항공기이고, PREF(AC i , AC j )는 항공기 AC i 가 항공기AC j 보다 먼저 착륙할 확률을 나타낸다. PREF(AC i , AC j )의 출력 값이 1에 가까울수록 항공기 AC i 가 항공기AC j 보다 먼저 착륙할 확률이 높다. 다양한 이진 분류 알고리즘 중 이항 선별을 추정하기 위한 로지스틱 회귀 분석 모형이 사용될 수 있다. 이항 로지스틱 회귀 분석 모형은 '1'또는 '0'으로 코드화된 두 가지 결과를 도출할 경우에 활용되는 통계 방식이다. 또한, AC i > AC j 가 참일 확률을 나타내는 로지스틱 함수는 수학식 9를 통해 계산될 수 있다.Here, AC i , AC j are a pair of aircraft to be compared, PREF ( AC i , AC j ) represents the probability that the aircraft AC i will land before the aircraft AC j . The closer the output of PREF ( AC i , AC j ) is to 1, the higher the probability that aircraft AC i will land before aircraft AC j . Among various binary classification algorithms, a logistic regression model can be used to estimate the binomial selection. The binary logistic regression model is a statistical method used to derive two results coded as '1' or '0'. In addition, a logistic function representing the probability that AC i > AC j is true may be calculated through Equation 9.
[수학식 9][Equation 9]
여기서, 는 상기 비교 대상이 되는 한 쌍의 항공기 각각에 대한 상태정보, 즉, k개의 독립 변수 벡터를 의미하고, 는 상기 쌍 기반 선호 학습에 의해 계산된 값, 즉, 학습 데이터로부터 추정된 계수 벡터를 의미한다.here, Denotes state information of each pair of aircraft to be compared, that is, k independent variable vectors, Denotes a value calculated by the pair-based preferred learning, that is, a coefficient vector estimated from the training data.
기준도착순서 생성부(110)는 상기 복수의 항공기 각각에 대하여 나머지 항공기 각각과 쌍을 이루어 계산되는 쌍 기반 착륙 선호 확률을 누적한 스코어를 기준으로 상기 기준도착순서를 생성할 수 있다. 복수의 항공기 중 하나의 항공기에 대하여 상기 하나의 항공기를 제외한 나머지 항공기 각각과 쌍을 이루어 계산되는 쌍 기반 착륙 선호 확률을 누적한 스코어는 수학식 10에 의해 계산될 수 있다The reference arrival
[수학식 10][Equation 10]
여기서, Score(i)는 상기 복수의 항공기 중 하나의 항공기의 스코어를 나타낸다. 기준도착순서는 스코어가 높은 항공기가 스코어가 낮은 항공기보다 먼저 오는 방식으로 결정될 수 있다. 상기 수학식 10에 따른 스코어 함수는 항공기 상호간에 대해 선호도를 측정하고 비교할 수 있는 평균을 제공할 수는 있으나, 다른 항공기보다 먼저 착륙할 확률에 대해서는 제공하지 않는다. 따라서, 기준도착순서 생성부(110)는 항공기간 착륙 순서의 비교를 통해 기준도착순서를 생성할 수 있으며, 이는 수학식 11로 계산될 수 있다Here, Score ( i ) represents the score of one aircraft of the plurality of aircraft. The order of arrival may be determined in such a way that aircraft with higher scores come before aircraft with lower scores. The score function according to Equation 10 may provide an average for measuring and comparing preferences between the aircraft, but does not provide a probability of landing before other aircraft. Accordingly, the reference arrival
[수학식 11][Equation 11]
여기서, Score(i)는 n개의 항공기 중 하나의 항공기 AC i 의 스코어이고, Score(j)는 n개의 항공기 중 상기 하나의 항공기가 아닌 다른 항공기 AC j 의 스코어이며, AC i > AC j 는 상대적으로 스코어가 높은 항공기 AC i 가 상대적으로 스코어가 낮은 항공기 AC j 보다 기준도착순서에 있어서 앞선 순서를 부여받음을 의미한다.Where Score ( i ) is the score of one aircraft AC i of n aircraft, Score ( j ) is the score of another aircraft AC j other than the one of n aircraft, AC i > AC j is relative This means that aircraft AC i with a high score is given an earlier order in the reference arrival order than aircraft AC j with a relatively low score.
단계 S1120에서 착륙 순서 생성부(120)는 상기 기준도착순서에 CPS(Constrained Position Shifting) 기법을 적용하여 항공기 착륙 순서를 결정할 수 있다. CPS기법은 상기 기준도착순서가 관제사의 의사결정에 가까울 것이라는 직관 아래, 특정 숫자를 지정하여 각 항공기가 지정된 숫자 이상으로 순서를 바꿀 수 없다고 가정하는 기법이다. 구체적으로, 착륙 순서 생성부(120)는, 생성된 상기 기준도착순서를 토대로, 상기 복수의 항공기 각각에 대하여 할당된 순서 변동 허용 횟수(Maximum Position Shift, MPS)를 고려하여 착륙 순서를 변경 또는 유지함으로써 상기 항공기 착륙 순서를 최종 결정할 수 있다. 상기 순서 변동 허용 횟수는 미리 결정될 수 있다. 예시적으로, 항공기의 상태정보와 순서 변동 허용 횟수 등과 같은 착륙에 대한 제약조건이 주어지면, 착륙 순서 생성부(120)는 순서 변동 허용 횟수를 초과하지 않는 최적의 착륙 순서를 결정할 수 있으며, 평균 지연을 최소화 하는 착륙 순서, 또는 활주로 처리량을 최대화 할 수 있는 순서로 상기 착륙 순서를 결정할 수 있다.In operation S1120, the landing
본원의 일 실시 예에 따른, 항공기 착륙 순서 결정 방법은, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.According to an embodiment of the present disclosure, the aircraft landing order determination method may be implemented in the form of program instructions that may be executed by various computer means and may be recorded in a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. Program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the present invention, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks. Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present application is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present application. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the following claims rather than the above description, and it should be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are included in the scope of the present application.
100: 항공기 착륙 순서 결정 장치
110: 기준도착순서 생성부
120: 착륙순서 생성부 100: aircraft landing order determination device
110: reference arrival order generation unit
120: landing sequence generator
Claims (15)
대상공항에 접근하되 서로 다른 항로를 갖는 복수의 항공기 각각에 대하여 다른 항공기와 쌍을 이루어 계산되는 쌍 기반 착륙 선호 확률에 기초하여 기준도착순서를 생성하는 기준도착순서 생성부; 및
상기 기준도착순서에 CPS(Constrained Position Shifting) 기법을 적용하여 항공기 착륙 순서를 결정하는 착륙 순서 생성부를 포함하고,
상기 쌍 기반 착륙 선호 확률은, 과거 항적 데이터를 포함하는 훈련데이터를 기반으로 서로 다른 항로를 갖는 임의의 두 항공기를 한 쌍으로 설정하여 진행되는 쌍 기반 선호 학습(Pairwise Preference Learning)에 의해 학습된 모델에 대하여, 비교 대상이 되는 한 쌍의 항공기 각각에 대한 기준 시점에서의 상태정보를 입력하여 계산되고,
상기 기준도착순서 생성부는,
상기 복수의 항공기 각각에 대하여 나머지 항공기 각각과 쌍을 이루어 계산되는 쌍 기반 착륙 선호 확률을 누적한 스코어를 기준으로 상기 기준도착순서를 생성하고,
상기 착륙 순서 생성부는 생성된 상기 기준도착순서를 토대로, 상기 복수의 항공기 각각에 대하여 할당된 순서 변동 허용 횟수(Maximum Position Shift, MPS)를 고려하여 착륙 순서를 변경 또는 유지함으로써 상기 항공기 착륙 순서를 최종결정하고,
상기 기준도착순서 생성부는
아래의 식 1을 통해 상기 기준도착순서를 생성하고,
[식 1]
여기서, Score(i)는 n개의 항공기 중 하나의 항공기 ACi 의 스코어이고, Score(j)는 n개의 항공기 중 상기 하나의 항공기가 아닌 다른 항공기 ACj 의 스코어이며, ACi > ACj 는 상대적으로 스코어가 높은 항공기 ACi 가 상대적으로 스코어가 낮은 항공기 ACj 보다 기준도착순서에 있어서 앞선 순서를 부여받음을 의미하는 것인, 항공기 착륙 순서 결정 장치.In the aircraft landing order determination device,
A reference arrival order generation unit generating a reference arrival order based on a pair-based landing preference probability calculated in pairs with other aircraft for each of a plurality of aircrafts having different routes, while approaching the target airport; And
It includes a landing order generation unit for determining the landing order of the aircraft by applying a Constrained Position Shifting (CPS) technique to the reference arrival sequence,
The pair-based landing preference probability is a model learned by pairwise preference learning, which is performed by pairing two random aircrafts having different routes based on training data including past track data. Is calculated by inputting state information at each reference point for each pair of aircraft to be compared,
The reference arrival order generation unit,
Generating the reference arrival order based on a score obtained by accumulating a pair-based landing preference probability calculated in pairs with each other aircraft for each of the plurality of aircraft,
The landing order generation unit finalizes the landing order of the aircraft by changing or maintaining the landing order in consideration of the maximum number of shift allowances (MPS) assigned to each of the plurality of aircraft based on the generated reference arrival order. Decide,
The reference arrival order generation unit
Equation 1 below to generate the reference arrival sequence,
[Equation 1]
Where Score ( i ) is the score of one aircraft AC i of n aircraft, Score ( j ) is the score of another aircraft AC j other than the one of n aircraft, AC i > AC j is relative The aircraft landing order determination device, which means that the aircraft AC i with a high score is given an order prior to the reference arrival order than the aircraft AC j with a relatively low score.
상기 쌍 기반 착륙 선호 확률은, 아래의 식2에 의해 계산되고,
[식 2]
여기서, ACi , ACj 는 비교 대상이 되는 한 쌍의 항공기이고, PREF(ACi , ACj )는 항공기 ACi 가 항공기ACj 보다 먼저 착륙할 확률인 것인, 항공기 착륙 순서 결정 장치.The method of claim 1,
The pair based landing preference probability is calculated by Equation 2 below,
[Equation 2]
Here, AC i , AC j is a pair of aircraft to be compared, PREF ( AC i , AC j ) is the aircraft landing order determination device, the aircraft AC i is the probability of landing before the aircraft AC j .
상기 식 2은 아래의 식 3을 사용하여 계산되고,
[식 3]
여기서, 는 상기 비교 대상이 되는 한 쌍의 항공기 각각에 대한 상태정보를 의미하고, 는 상기 쌍 기반 선호 학습에 의해 계산된 값인 것인, 항공기 착륙 순서 결정 장치.The method of claim 2,
Equation 2 is calculated using Equation 3 below,
[Equation 3]
here, Means status information about each of the pair of aircraft to be compared, Is a value calculated by the pair based preference learning.
상기 복수의 항공기 중 하나의 항공기에 대하여 상기 하나의 항공기를 제외한 나머지 항공기 각각과 쌍을 이루어 계산되는 쌍 기반 착륙 선호 확률을 누적한 스코어는 아래의 식 4에 의해 계산되고,
[식 4]
여기서, Score(i)는 상기 복수의 항공기 중 하나의 항공기의 스코어인 것인, 항공기 착륙 순서 결정 장치.The method of claim 1,
A score obtained by accumulating the pair-based landing preference probability calculated in pairs with each of the other aircrafts except the one aircraft with respect to one of the plurality of aircrafts is calculated by Equation 4 below.
[Equation 4]
Wherein Score ( i ) is the score of one of the plurality of aircraft, aircraft landing order determination device.
(a) 대상공항에 접근하되 서로 다른 항로를 갖는 복수의 항공기 각각에 대하여 다른 항공기와 쌍을 이루어 계산되는 쌍 기반 착륙 선호 확률에 기초하여 기준도착순서를 생성하는 단계; 및
(b) 상기 기준도착순서에 CPS(Constrained Position Shifting) 기법을 적용하여 항공기 착륙 순서를 결정하는 단계를 포함하되,
상기 쌍 기반 착륙 선호 확률은, 과거 항적 데이터를 포함하는 훈련데이터를 기반으로 서로 다른 항로를 갖는 임의의 두 항공기를 한 쌍으로 설정하여 진행되는 쌍 기반 선호 학습(Pairwise Preference Learning)에 의해 학습된 모델에 대하여, 비교 대상이 되는 한 쌍의 항공기 각각에 대한 기준 시점에서의 상태정보를 입력하여 계산되고,
상기 (a) 단계는,
상기 복수의 항공기 각각에 대하여 나머지 항공기 각각과 쌍을 이루어 계산되는 쌍 기반 착륙 선호 확률을 누적한 스코어를 기준으로 상기 기준도착순서를 생성하고,
상기 (b) 단계는,
생성된 상기 기준도착순서를 토대로, 상기 복수의 항공기 각각에 대하여 할당된 순서 변동 허용 횟수(Maximum Position Shift, MPS)를 고려하여 착륙 순서를 변경 또는 유지함으로써 상기 항공기 착륙 순서를 최종 결정하고,
상기 (a) 단계는
아래의 식 5를 통해 상기 기준도착순서를 생성하고,
[식 5]
여기서, Score(i)는 n개의 항공기 중 하나의 항공기 ACi 의 스코어이고, Score(j)는 n개의 항공기 중 상기 하나의 항공기가 아닌 다른 항공기 ACj 의 스코어이며, ACi > ACj 는 상대적으로 스코어가 높은 항공기 ACi 가 상대적으로 스코어가 낮은 항공기 ACj 보다 기준도착순서에 있어서 앞선 순서를 부여받음을 의미하는 것인, 항공기 착륙 순서 결정 방법.In the aircraft landing order determination method,
(a) generating a reference arrival order based on a pair-based landing preference probability calculated in pairs with other aircraft for each of a plurality of aircrafts having different routes, approaching the target airport; And
(b) determining a landing order of aircraft by applying a Constrained Position Shifting (CPS) technique to the reference arrival sequence,
The pair-based landing preference probability is a model learned by pairwise preference learning, which is performed by pairing any two aircraft having different routes based on training data including past track data. Is calculated by inputting state information at each reference point for each pair of aircraft to be compared,
In step (a),
The reference arrival order is generated based on a score obtained by accumulating pair-based landing preference probability calculated in pairs with each other aircraft for each of the plurality of aircraft,
Step (b) is,
Finally determining the landing order of the aircraft by changing or maintaining the landing order in consideration of the assigned maximum position shift (MPS) for each of the plurality of aircraft, based on the generated reference arrival sequence,
Step (a) is
Equation 5 below to generate the reference arrival sequence,
[Equation 5]
Where Score ( i ) is the score of one aircraft AC i of n aircraft, Score ( j ) is the score of other aircraft AC j other than the one of n aircraft, AC i > AC j is relative Means that the aircraft AC i with a high score is given an order prior to the reference arrival order than the aircraft AC j with a relatively low score.
상기 쌍 기반 착륙 선호 확률은, 아래의 식 6에 의해 계산되고,
[식 6]
여기서, ACi , ACj 는 비교 대상이 되는 한 쌍의 항공기이고, PREF(ACi , ACj )는 항공기 ACi 가 항공기ACj 보다 먼저 착륙할 확률인 것인, 항공기 착륙 순서 결정 방법.The method of claim 8,
The pair based landing preference probability is calculated by Equation 6 below,
[Equation 6]
Here, AC i , AC j is a pair of aircraft to be compared, PREF ( AC i , AC j ) is the aircraft AC i is the probability of landing before the aircraft AC j , aircraft landing order determination method.
상기 식 6는 아래의 식 7을 사용하여 계산되고,
[식 7]
여기서, 는 상기 비교 대상이 되는 한 쌍의 항공기 각각에 대한 상태정보를 의미하고, 는 상기 쌍 기반 선호 학습에 의해 계산된 값인 것인, 항공기 착륙 순서 결정 방법.The method of claim 9,
Equation 6 is calculated using Equation 7 below,
[Equation 7]
here, Means status information about each of the pair of aircraft to be compared, Is a value calculated by the pair based preference learning.
상기 복수의 항공기 중 하나의 항공기에 대하여 상기 하나의 항공기를 제외한 나머지 항공기 각각과 쌍을 이루어 계산되는 쌍 기반 착륙 선호 확률을 누적한 스코어는 아래의 식 8에 의해 계산되고,
[식 8]
여기서, Score(i)는 상기 복수의 항공기 중 하나의 항공기의 스코어인 것인, 항공기 착륙 순서 결정 방법.The method of claim 8,
A score obtained by accumulating the pair-based landing preference probability calculated in pairs with each of the other aircrafts except the one aircraft for one of the plurality of aircrafts is calculated by Equation 8 below.
[Equation 8]
Where Score ( i ) is the score of one of the plurality of aircraft, aircraft landing order determination method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180071513A KR102079040B1 (en) | 2018-06-21 | 2018-06-21 | Device and method for aircraft landing sequence determination |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180071513A KR102079040B1 (en) | 2018-06-21 | 2018-06-21 | Device and method for aircraft landing sequence determination |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20190143688A KR20190143688A (en) | 2019-12-31 |
KR102079040B1 true KR102079040B1 (en) | 2020-02-19 |
Family
ID=69051647
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020180071513A KR102079040B1 (en) | 2018-06-21 | 2018-06-21 | Device and method for aircraft landing sequence determination |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102079040B1 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114493210B (en) * | 2022-01-17 | 2024-08-16 | 空地互联网络科技股份有限公司 | Aviation management platform data processing method and device based on big data |
CN115993836A (en) * | 2022-05-07 | 2023-04-21 | 北京理工大学 | Distributed collaborative guidance method and system based on communication delay |
CN115440029B (en) * | 2022-07-29 | 2023-08-08 | 重庆大学 | Vehicle detector data restoration method considering detection equipment distribution |
CN117094175A (en) * | 2023-10-16 | 2023-11-21 | 四川腾盾科技有限公司 | Unmanned aerial vehicle landing running distance prediction method based on multiple linear regression |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006053723A (en) * | 2004-08-11 | 2006-02-23 | Nec Corp | Controller's decision-making support system and method |
JP2006523874A (en) | 2003-03-27 | 2006-10-19 | ブリティッシュ・テレコミュニケーションズ・パブリック・リミテッド・カンパニー | Method for ordering landing aircraft |
JP2014041568A (en) * | 2012-08-23 | 2014-03-06 | Fuji Heavy Ind Ltd | Runway optimization system, runway optimization method, and runway optimization program |
-
2018
- 2018-06-21 KR KR1020180071513A patent/KR102079040B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006523874A (en) | 2003-03-27 | 2006-10-19 | ブリティッシュ・テレコミュニケーションズ・パブリック・リミテッド・カンパニー | Method for ordering landing aircraft |
JP2006053723A (en) * | 2004-08-11 | 2006-02-23 | Nec Corp | Controller's decision-making support system and method |
JP2014041568A (en) * | 2012-08-23 | 2014-03-06 | Fuji Heavy Ind Ltd | Runway optimization system, runway optimization method, and runway optimization program |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
김민지 외, "항공교통관제사 순서결정에 관한 확률적 모형", 한국항공우주학회 학술발표회 논문집(2014.04.30)* |
이해인 외, "최적의 비행기 착륙 스케쥴링 알고리즘 개발", 한국항공우주학회 학술발표회 초록집(2014.4.30)* |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20190143688A (en) | 2019-12-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11955018B2 (en) | Method and apparatus for dynamic aircraft trajectory management | |
KR102079040B1 (en) | Device and method for aircraft landing sequence determination | |
Barratt et al. | Learning probabilistic trajectory models of aircraft in terminal airspace from position data | |
Eun et al. | Optimal arrival flight sequencing and scheduling using discrete airborne delays | |
Patrón et al. | New methods of optimization of the flight profiles for performance database-modeled aircraft | |
Marzuoli et al. | Data-based modeling and optimization of en route traffic | |
Zuniga et al. | Integrating and sequencing flows in terminal maneuvering area by evolutionary algorithms | |
Murça et al. | A data-driven probabilistic trajectory model for predicting and simulating terminal airspace operations | |
Çeçen et al. | Aircraft sequencing and scheduling in TMAs under wind direction uncertainties | |
Dancila et al. | Vertical flight profile optimization for a cruise segment with RTA constraints | |
Dhief et al. | Speed control strategies for e-aman using holding detection-delay prediction model | |
Jung et al. | A data-driven air traffic sequencing model based on pairwise preference learning | |
Yang | Practical method for 4-dimentional strategic air traffic management problem with convective weather uncertainty | |
Chaimatanan | Strategic planning of aircraft trajectories | |
Alligier et al. | Predicting aircraft descent length with machine learning | |
Kim et al. | Intent-based detection and characterization of aircraft maneuvers in en route airspace | |
Evans et al. | Predicting the operational acceptance of airborne flight reroute requests using data mining | |
Enayatollahi et al. | PBN-based time-optimal terminal air traffic control using cellular automata | |
Pfeil | Optimization of airport terminal-area air traffic operations under uncertain weather conditions | |
Graas et al. | Quantifying accuracy and uncertainty in data-driven flight trajectory predictions with gaussian process regression | |
Zhao et al. | Machine learning-based traffic management model for UAS instantaneous density prediction in an urban area | |
Ma et al. | A study of tradeoffs in airport coordinated surface operations | |
Brito et al. | A Machine Learning-based Predictive Model of Airspace Sector Occupancy | |
Mori et al. | Simulation-Free Runway Balancing Optimization Under Uncertainty Using Neural Network | |
Xu et al. | Data-Driven Departure Flight Time Prediction Based on Feature Construction and Ensemble Learning |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |