本發(fā)明涉及一種機(jī)場(chǎng)供需協(xié)同演化階段劃分方法、裝置，屬于機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析。

背景技術(shù)：

1、隨著民航業(yè)的快速發(fā)展，機(jī)場(chǎng)在促進(jìn)貿(mào)易交流和經(jīng)濟(jì)繁榮的同時(shí)，其運(yùn)行產(chǎn)生的空氣污染和噪聲污染等問(wèn)題也對(duì)環(huán)境構(gòu)成了巨大威脅。這些問(wèn)題的根本原因在于機(jī)場(chǎng)發(fā)展供給的有限性無(wú)法滿足航空運(yùn)輸?shù)目沙掷m(xù)發(fā)展需求，因此，從供需角度解決機(jī)場(chǎng)可持續(xù)發(fā)展不平衡問(wèn)題成為當(dāng)前亟需解決的問(wèn)題。

2、深入研究機(jī)場(chǎng)在可持續(xù)發(fā)展過(guò)程中的供需理論及其供需相互作用關(guān)系，分析機(jī)場(chǎng)供需雙側(cè)的協(xié)同過(guò)程并對(duì)其演化階段進(jìn)行劃分，是解決機(jī)場(chǎng)可持續(xù)發(fā)展不平衡問(wèn)題的重要手段之一。然而目前關(guān)于針對(duì)機(jī)場(chǎng)供需關(guān)系的研究大多聚焦機(jī)場(chǎng)終端區(qū)流量管理，立足于可持續(xù)發(fā)展角度開展機(jī)場(chǎng)供需關(guān)系的研究仍然空缺。

3、目前，市面上存在部分基于傳統(tǒng)logistic模型的階段劃分方法，可是該方法對(duì)機(jī)場(chǎng)數(shù)據(jù)擬合的可行性要求較高，且劃分結(jié)果較為單一，無(wú)法表征機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)的分時(shí)段、多參數(shù)以及動(dòng)態(tài)的演化特征。因此，需要綜合考慮機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同演化動(dòng)態(tài)循環(huán)的影響，研究出更適宜的協(xié)同演化階段劃分方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種機(jī)場(chǎng)供需協(xié)同演化階段劃分方法、裝置，通過(guò)改進(jìn)的分時(shí)段logistic模型對(duì)機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度的精確擬合實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)場(chǎng)供需協(xié)同演化階段的精準(zhǔn)劃分，有利于解決機(jī)場(chǎng)可持續(xù)發(fā)展不平衡問(wèn)題。

2、為達(dá)到上述目的/為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種機(jī)場(chǎng)供需協(xié)同演化階段劃分方法，包括：

4、根據(jù)機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)中預(yù)定義的需求指標(biāo)和供給指標(biāo)，計(jì)算機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度；

5、利用分時(shí)段logistic模型對(duì)機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度進(jìn)行擬合，得到機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度擬合值及其協(xié)同演化的最大環(huán)境容量；

6、根據(jù)機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度擬合值及其協(xié)同演化的最大環(huán)境容量，計(jì)算機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同演化的飽和度；

7、根據(jù)機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同演化的飽和度對(duì)機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同演化階段進(jìn)行劃分，得到機(jī)場(chǎng)供需協(xié)同演化階段劃分結(jié)果。

8、結(jié)合第一方面，進(jìn)一步的，所述根據(jù)機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)中預(yù)定義的需求指標(biāo)和供給指標(biāo)，計(jì)算機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度，包括：

9、根據(jù)機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)中預(yù)定義的需求指標(biāo)和供給指標(biāo)，分別計(jì)算機(jī)場(chǎng)供給子系統(tǒng)和機(jī)場(chǎng)需求子系統(tǒng)的有序度，計(jì)算公式如下：

10、；

11、；

12、其中，為第t年機(jī)場(chǎng)需求子系統(tǒng)有序度，為第t年機(jī)場(chǎng)供給子系統(tǒng)有序度，為第個(gè)需求指標(biāo)的熵權(quán)，為第年第個(gè)需求指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值，為第i個(gè)供給指標(biāo)的熵權(quán)，為第年第i個(gè)供給指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值，，n為需求指標(biāo)總數(shù)，，h為供給指標(biāo)總數(shù)，t表示年度，m為總年數(shù)；

13、根據(jù)機(jī)場(chǎng)供給子系統(tǒng)和機(jī)場(chǎng)需求子系統(tǒng)的有序度，計(jì)算機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度，計(jì)算公式如下：

14、；

15、其中，表示第t年機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)的協(xié)同度，為第t年機(jī)場(chǎng)需求子系統(tǒng)有序度變化率，為第t年機(jī)場(chǎng)供給子系統(tǒng)有序度變化率，、分別為子系統(tǒng)有序度和子系統(tǒng)有序度變化率在影響機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)整體協(xié)同發(fā)展水平時(shí)的權(quán)重，為判別系數(shù)。

16、結(jié)合第一方面，進(jìn)一步的，通過(guò)熵權(quán)法計(jì)算需求指標(biāo)或供給指標(biāo)的熵權(quán)，第個(gè)需求指標(biāo)的熵權(quán)的計(jì)算公式如下：

17、；

18、其中，k為權(quán)重系數(shù)，，為第年第個(gè)需求指標(biāo)的特征權(quán)重，；

19、第年第個(gè)需求指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算公式如下：

20、；

21、其中，為第年第個(gè)需求指標(biāo)的原始值，為第年第個(gè)需求指標(biāo)原始值的最大值，為第年第個(gè)需求指標(biāo)原始值的最小值。

22、結(jié)合第一方面，進(jìn)一步的，分時(shí)段logistic模型構(gòu)建方法包括：

23、將機(jī)場(chǎng)供需協(xié)同演化過(guò)程按年度劃分為多個(gè)時(shí)段；

24、在時(shí)段<mstyle displaystyle="true" mathcolor="#000000"><mi>t</mi><mi>∈</mi><mi>[</mi><mi>t</mi><mi>,</mi><mi>t</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mi>]</mi></mstyle>內(nèi)，機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)的演化曲線表示為：

25、<mstyle displaystyle="true" mathcolor="#000000"><mfrac><mi>dsd</mi><mi>dt</mi></mfrac><mi>=</mi><msub><mi>r</mi><mn>1</mn></msub><mi>sd</mi><mi>(</mi><mi>t</mi><mi>)[</mi><mn>1</mn><mi>?</mi><mfrac><mrow><mi>sd</mi><mi>(</mi><mi>t</mi><mi>)</mi></mrow><msup><mi>k</mi><mrow><mi>t</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msup></mfrac><mi>]</mi></mstyle>；

26、其中，sd為協(xié)同度，為內(nèi)稟增長(zhǎng)率，為時(shí)段t內(nèi)最大環(huán)境容量，t表示年度；

27、計(jì)算機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度在時(shí)段t上的變化率：

28、<mstyle displaystyle="true" mathcolor="#000000"><mi>δ</mi><msup><mi>sd</mi><mrow><mi>t</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msup><mi>=</mi><msub><mi>r</mi><mn>1</mn></msub><msup><mi>aversd</mi><mrow><mi>t</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msup><mi>[</mi><mn>1</mn><mi>?</mi><mfrac><msup><mi>aversd</mi><mrow><mi>t</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msup><msup><mi>k</mi><mrow><mi>t</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msup></mfrac><mi>]</mi></mstyle>；

29、其中，為機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度在時(shí)段t上的變化值，為機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度在時(shí)段t上的平均值；

30、；

31、；

32、其中，表示第t+1年機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)的協(xié)同度。

33、結(jié)合第一方面，進(jìn)一步的，根據(jù)分時(shí)段logistic模型得到機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同演化的最大環(huán)境容量的迭代公式：

34、；

35、由于最大環(huán)境容量恒為正數(shù)，則有。

36、結(jié)合第一方面，進(jìn)一步的，利用分時(shí)段logistic模型對(duì)機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度進(jìn)行擬合，得到機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度擬合值及其協(xié)同演化的最大環(huán)境容量，包括：

37、對(duì)分時(shí)段logistic模型進(jìn)行積分，得到分時(shí)段疊加的logistic模型：

38、；

39、給定一個(gè)內(nèi)稟增長(zhǎng)率估計(jì)值，根據(jù)得到各個(gè)時(shí)段內(nèi)的最大環(huán)境容量估計(jì)值；

40、將內(nèi)稟增長(zhǎng)率估計(jì)值和最大環(huán)境容量估計(jì)值代入分時(shí)段疊加的logistic模型中，得到協(xié)同度估計(jì)值；

41、根據(jù)協(xié)同度估計(jì)值，計(jì)算m個(gè)年度內(nèi)機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)的協(xié)同度估計(jì)值的方差平方和：

42、；

43、不斷往方差平方和減小的方向改變內(nèi)稟增長(zhǎng)率估計(jì)值，直至不再減小，此時(shí)對(duì)應(yīng)的內(nèi)稟增長(zhǎng)率估計(jì)值即為機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同演化所需的內(nèi)稟增長(zhǎng)率；

44、根據(jù)內(nèi)稟增長(zhǎng)率計(jì)算各年度機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同演化的最大環(huán)境容量，將最大環(huán)境容量代入分時(shí)段疊加的logistic模型，得到機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度擬合值。

45、結(jié)合第一方面，進(jìn)一步的，所述機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同演化的飽和度的計(jì)算公式如下：

46、；

47、其中，表示第t+1年機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同演化的飽和度，表示第t+1年機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)的協(xié)同度擬合值，表示第t+1年機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同演化的最大環(huán)境容量。

48、結(jié)合第一方面，進(jìn)一步的，所述根據(jù)機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同演化的飽和度對(duì)機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同演化階段進(jìn)行劃分，得到機(jī)場(chǎng)供需協(xié)同演化階段劃分結(jié)果，包括：

49、當(dāng)飽和度屬于區(qū)間[0,20%)時(shí)，機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)系統(tǒng)演化處于形成期；當(dāng)飽和度屬于區(qū)間[20%,60%)時(shí)，機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)系統(tǒng)演化處于生長(zhǎng)期；當(dāng)飽和度屬于區(qū)間[60%,90%)時(shí)，機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)系統(tǒng)演化處于成熟期；當(dāng)飽和度大于90%時(shí)，機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)系統(tǒng)演化處于衰退或更新期。

50、第二方面，本發(fā)明提供一種機(jī)場(chǎng)供需協(xié)同演化階段劃分裝置，包括：

51、協(xié)同度計(jì)算模塊，用于根據(jù)機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)中預(yù)定義的需求指標(biāo)和供給指標(biāo)，計(jì)算機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度；

52、協(xié)同度擬合模塊，用于利用分時(shí)段logistic模型對(duì)機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度進(jìn)行擬合，得到機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度擬合值及其協(xié)同演化的最大環(huán)境容量；

53、飽和度計(jì)算模塊，用于根據(jù)機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度擬合值及其協(xié)同演化的最大環(huán)境容量，計(jì)算機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同演化的飽和度；

54、階段劃分模塊，用于根據(jù)機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同演化的飽和度對(duì)機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同演化階段進(jìn)行劃分，得到機(jī)場(chǎng)供需協(xié)同演化階段劃分結(jié)果。

55、第三方面，本發(fā)明提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序/指令，該計(jì)算機(jī)程序/指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)第一方面所述的機(jī)場(chǎng)供需協(xié)同演化階段劃分方法的步驟。

56、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：

57、本發(fā)明提出了一種機(jī)場(chǎng)供需協(xié)同演化階段劃分方法、裝置，基于改進(jìn)的分時(shí)段logistic模型對(duì)機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度進(jìn)行擬合，分析機(jī)場(chǎng)最大環(huán)境容量和機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度的演化過(guò)程，從而對(duì)機(jī)場(chǎng)供需協(xié)同演化階段進(jìn)行劃分，本發(fā)明方法的可行性更高，且階段劃分結(jié)果詳細(xì)，能夠給機(jī)場(chǎng)可持續(xù)發(fā)展措施的指定提供有利支撐，能夠解決機(jī)場(chǎng)可持續(xù)發(fā)展不平衡問(wèn)題。

58、本發(fā)明在傳統(tǒng)logistic模型的基礎(chǔ)上考慮機(jī)場(chǎng)最大環(huán)境容量為關(guān)于時(shí)間的變量，通過(guò)構(gòu)建分時(shí)段的logistic模型，結(jié)合微分的思想得出機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同演化的最大環(huán)境容量的迭代公式，并通過(guò)擬合的方式實(shí)現(xiàn)各年度機(jī)場(chǎng)最大環(huán)境容量的計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度更加精確的擬合；本發(fā)明基于飽和度對(duì)機(jī)場(chǎng)供需復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同演化的階段進(jìn)行劃分，彌補(bǔ)了對(duì)多時(shí)段協(xié)同演化過(guò)程進(jìn)行階段劃分的技術(shù)空白，實(shí)現(xiàn)了更加準(zhǔn)確、完善的協(xié)同演化階段劃分功能。