不正常航班飞机和机组计划恢复问题研究
发布时间：2021-11-24 13:58
不正常航班恢复问题是航空公司和航空运筹学界面临的经典难题。不正常航班打乱了航空公司的原定航班计划，扰动了旅客的正常行程，增加了航空公司的运营成本，降低了航空运输系统的效率，影响了民航业的社会声誉。如何用最优化技术和方法，快速科学地制定航班恢复计划，对于降低航空公司损失，方便旅客出行，提升航空公司形象有着重要的意义。本文针对国内航空公司的航线网络、航班计划和机组排班的特点，对不正常航班的飞机计划恢复、机组任务恢复以及飞机和机组一体化恢复的理论、模型、算法进行了研究。首先，阐述了不正常航班恢复问题产生的背景、特点和造成的影响等，介绍了不正常航班恢复的两种研究方式：分阶段恢复和一体化恢复。然后，分别介绍了不正常航班恢复问题的两种建模方法：数学规划方法和混合集合规划方法；对混合集合规划方法的概念、思想和原理进行阐述，分析其求解规则的设计原则，简述其在民航优化领域的应用。其次，对飞机计划恢复问题进行了深入研究，利用混合集合规划方法建立逻辑模型，设计合理且高效的求解策略，对各种规模的实例进行测试，并与贪婪模拟退火算法进行比较和分析。再次，分析了机组任务恢复在约束和调整策略上的特点，在飞机计划恢复方...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MSP算法框架
尽量降低扰动造成的延误成本。常规数学规划模型满足的约束包括：航班覆线唯一性约束，机场宵禁约束，航班时空衔接约束，流平衡约束（恢复期后各束，即在恢复期结束后各个机场各个机型的飞机数满足第二天航班计划的要求早于原计划起飞时间约束等；本章的 NCL 模型不仅包括上述常规约束，还灵活际问题中的业务约束，例如：飞机适航性约束（包括航线适航性和机场适航性，重要航班优化约束，经停航班约束等；除此之外，该模型根据自身的混合集入了执行飞机耦合约束，执行航班的集合划分约束等。于恢复期内所有的航班都有可能参与调整，并可能出现飞机不执行航班的情况架飞机虚拟了一个源航班和一个汇航班，假设源航班和汇航班始终被执行，保接的逻辑完整性。源航班的后继航班指向飞机的首航班，飞机的末航班则指向不执行任何航班，源航班的后继航班则直接指向汇航班；若航班被取消，其后班自身。飞机计划恢复问题即为：为每架飞机从源航班开始确定唯一的后继航执行航班的飞行时间窗，此过程不断进行，直到所有航班的后继航班均确定为1 所示。
求解和搜索策略，GRASP 或 GSA 算法对 ASR 问题求解的过程为：首先，构造初始可线的子航班环或子航班串的交换构造许多邻域解；最后从这些邻域解中行解；当达到预定的退出条件时，算法退出。这种算法对小规模数据（求解质量较高，但是对中大规模的优化问题容易陷入局部最优，求解质集合规划对 ASR 问题进行求解的过程如图 3.2 所示：首先对解空间进解空间，确定查询变量 nextFlighti的域值；然后根据搜索策略的引继航班，对 nextFlighti进行枚举并分枝；在此过程中通过约束不断解的可行性；确定 ACTIVESOURCEFLIGHT 中所有航班的后继航班即得础上，确定各航班的预计起飞时间和预计降落时间，从而实现飞机计划
【参考文献】：
期刊论文
[1]不正常航班恢复模型的贪婪模拟退火算法研究[J]. 唐小卫,高强,朱金福. 预测. 2010(01)
[2]约束满足问题求解途径之比较与分析[J]. 陈源,史忠植. 计算机科学. 1998(01)
博士论文
[1]航空公司不正常航班管理和调度算法研究[D]. 姚韵.南京航空航天大学 2006
硕士论文
[1]基于旅客行程的飞机航班一体化恢复研究[D]. 陆宏兰.南京航空航天大学 2010
[2]不正常航班的飞机和机组调度研究[D]. 白凤.南京航空航天大学 2010
本文编号：3516117
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MSP算法框架
尽量降低扰动造成的延误成本。常规数学规划模型满足的约束包括：航班覆线唯一性约束，机场宵禁约束，航班时空衔接约束，流平衡约束（恢复期后各束，即在恢复期结束后各个机场各个机型的飞机数满足第二天航班计划的要求早于原计划起飞时间约束等；本章的 NCL 模型不仅包括上述常规约束，还灵活际问题中的业务约束，例如：飞机适航性约束（包括航线适航性和机场适航性，重要航班优化约束，经停航班约束等；除此之外，该模型根据自身的混合集入了执行飞机耦合约束，执行航班的集合划分约束等。于恢复期内所有的航班都有可能参与调整，并可能出现飞机不执行航班的情况架飞机虚拟了一个源航班和一个汇航班，假设源航班和汇航班始终被执行，保接的逻辑完整性。源航班的后继航班指向飞机的首航班，飞机的末航班则指向不执行任何航班，源航班的后继航班则直接指向汇航班；若航班被取消，其后班自身。飞机计划恢复问题即为：为每架飞机从源航班开始确定唯一的后继航执行航班的飞行时间窗，此过程不断进行，直到所有航班的后继航班均确定为1 所示。
求解和搜索策略，GRASP 或 GSA 算法对 ASR 问题求解的过程为：首先，构造初始可线的子航班环或子航班串的交换构造许多邻域解；最后从这些邻域解中行解；当达到预定的退出条件时，算法退出。这种算法对小规模数据（求解质量较高，但是对中大规模的优化问题容易陷入局部最优，求解质集合规划对 ASR 问题进行求解的过程如图 3.2 所示：首先对解空间进解空间，确定查询变量 nextFlighti的域值；然后根据搜索策略的引继航班，对 nextFlighti进行枚举并分枝；在此过程中通过约束不断解的可行性；确定 ACTIVESOURCEFLIGHT 中所有航班的后继航班即得础上，确定各航班的预计起飞时间和预计降落时间，从而实现飞机计划
【参考文献】：
期刊论文
[1]不正常航班恢复模型的贪婪模拟退火算法研究[J]. 唐小卫,高强,朱金福. 预测. 2010(01)
[2]约束满足问题求解途径之比较与分析[J]. 陈源,史忠植. 计算机科学. 1998(01)
博士论文
[1]航空公司不正常航班管理和调度算法研究[D]. 姚韵.南京航空航天大学 2006
硕士论文
[1]基于旅客行程的飞机航班一体化恢复研究[D]. 陆宏兰.南京航空航天大学 2010
[2]不正常航班的飞机和机组调度研究[D]. 白凤.南京航空航天大学 2010
本文编号：3516117
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