近年來,我國民航運輸規模迅速擴大。然而,機場基礎設施建設周期長、資金投入大,廊橋機位等關鍵服務保障資源的增長往往滯后于航班量增長,供需矛盾日益突出。在高峰時段,機位資源供不應求,更多航班只能停靠遠機位,旅客需要乘坐擺渡車登機,不僅轉運時間長、出行體驗差,還會增大地面保障壓力,影響整體航班正常性。
如何提高近機位靠橋率,讓更多旅客享受廊橋登機的便利?廣東機場白云信息科技股份有限公司(以下簡稱“白云信科”)立足廣州白云國際機場復雜運行場景,開展機場智能停機位分配優化關鍵技術與系統研究,并榮獲2024年度中國航空運輸協會民航科學技術獎三等獎。這一獎項不僅是對白云信科技術創新能力的認可,更標志著廣州白云國際機場運行管理智能化水平邁上了新臺階。
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廣州白云國際機場(白云機場供圖)
“漏斗式”算法讓停機位分配更科學
停機位分配作為機場地面資源分配的核心環節,其方案好壞直接關系到航班保障鏈條的順暢程度。傳統依賴人工經驗或簡單規則的分配模式,在高密度、多變量、強耦合的現代大型樞紐機場運行環境中逐漸顯現頹勢。在此背景下,如何通過數字化、智能化手段深挖現有資源潛力,成為行業亟待研究的關鍵課題。
白云信科自主研發的機場智能停機位分配優化關鍵技術,通過兩套創新算法構建機場智能資源分配系統,破解停機位分配難題,為提高航班正常性、機場運行效率和旅客滿意度提供了智慧方案。
在大型樞紐機場運行管理中,停機位分配并非遵循簡單的“有空位就停”邏輯,而是一個高度復雜的多目標協同決策過程。一方面,停機位分配方案必須嚴格滿足各類剛性保障要求——包括機型與機位的物理匹配、航空器安全間隔、廊橋設備兼容性等,確保基本保障能力與運行安全;另一方面,隨著航空公司精細化運營水平和旅客服務標準的持續提高,不同航班對機位提出了多樣化的個性需求,如國際航班希望靠近邊檢區域以縮短通關時間,低成本航空公司的航班希望降低滑行油耗成本等。
然而,這些需求彼此交織,往往無法同時滿足。在近機位資源有限的情況下,如何科學地權衡這些需求?為解決這一問題,項目團隊開發了“漏斗式”算法,通過對需求建模并設置優先順序,實現了基于分層需求的靈活分配。
據介紹,這套算法的核心思想是將紛繁復雜的機位需求與約束條件整理成一個多層次、有序的決策“漏斗”。“漏斗”的最頂層是絕對的安全與物理適配規則,任何不滿足要求的方案在此即被篩除。進入下一層,是機場運行的核心效率指標,如關鍵航班的保障優先級、避免地面保障車輛沖突等,算法將優先滿足這些需求。再往下,是各種個性化和服務優化類需求。
通過這種分層建模,算法將一個難以量化的權衡問題轉化為結構清晰、邏輯嚴謹的決策過程。它按照預設的科學規則體系,對每一個航班進行層層篩選,確保在復雜條件下提出的最終分配方案既能守住安全底線,又能保障運行效率,并為滿足個性化需求提供了清晰、透明、可追溯的決策依據。
“志愿式”算法讓停機位分配更智能
長期以來,國內許多機場的廊橋機位存在不同程度的“專用”情況,即航空公司長期固定使用某些機位。這種模式雖便于航企自主管理,卻可能造成資源閑置:部分航企在航班量不足的低谷期仍然占用近機位,而其他航企即便有迫切的靠橋需求,也難以臨時調配使用,導致整體近機位利用率不高。為打破這一壁壘,最大化利用廊橋資源,廣州白云機場于2023年6月啟動了停機位分配“混排”改革行動,即在保障安全和運行秩序的前提下,推動不同航空公司共享廊橋機位資源,從機制上提高近機位靠橋率。
“混排”機制為緊張的廊橋資源釋放了更大的調度彈性,但也給停機位分配帶來了新的挑戰:在取消航企專屬權益后,如何公平、高效地滿足各航企的停靠需求,避免資源錯配?對此,項目團隊開發了“志愿式”算法,通過自研的停機位適配度全局評價函數,最大限度滿足不同航班的停靠需求。
“志愿式”算法借鑒了高考志愿錄取的機制,扮演著“招生辦”的角色。在分配時,它會綜合統籌各個航班的運營需求“志愿表”,通過全局評價函數,計算所有航班與所有停機位的總適配度,尋找能讓整個機場運行總滿意度最高的分配方案。在機位資源有限的情況下,算法會盡力滿足更多航班的“第一志愿”及“第二志愿”,確保在機位資源共享的背景下,每一個廊橋機位都能分配給最需要它的航班,從而實現更優的全局分配,為旅客和航空公司帶來更多便利。
多算法融合讓資源利用更充分
“漏斗式”算法在處理復雜約束和優先級排序時表現出色,而“志愿式”算法在全局資源優化和綜合效益提升上更具優勢。為實現優勢互補、提升智能算法與機場業務的適用性,項目團隊基于多目標優化理論,將“漏斗式”和“志愿式”兩個創新算法進行融合,構建了機場智能資源分配系統,實現了機位資源在不同場景和需求下的靈活分配,進一步釋放運行效能。
如今,系統的運行測試效果十分顯著:航班靠橋率平均提高1.97%,意味著每天將有近2000人次旅客不用乘坐擺渡車,可以直接從廊橋登機;機位變更率平均降低10.47%,機場服務調度更加有條不紊。目前,這套系統已在廣州白云機場落地應用。
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機場智能資源分配系統運行效果顯著(白云信科供圖)
“機場智能停機位分配優化關鍵技術與系統研究”項目的成功,為廣州白云機場帶來了運行效益,也為智慧機場建設提供了有益經驗與啟示。隨著人工智能(AI)、大數據等技術的不斷演進,機場運行的智能化水平將不斷提升。白云信科將繼續深耕科技創新,用更高效、更智能的算法與系統,共同描繪智慧民航的發展藍圖,為民航高質量發展提供更多智慧與力量。(中國民航報 記者郭瑛 通訊員李慶泰、項嘉懿)
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(本文刊載于中國民航報2026年1月21日8版)
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