基于分派规则的航班排序与调度研究

发布时间：2020-03-27 05:34

【摘要】：近年来,经济的平稳增长推动着民用航空运输业的飞速发展,随着航班量逐步增多、运输需求不断扩大,民航业也经受着巨大的挑战。机场是航空器运行的重要节点,担负起飞降落的重要职责。然而,机场上空空域结构复杂、运行限制种类繁多、兼之气象条件复杂多变,使得机场成为提升整个民航运输网络服务品质的关键。通过修、改、扩建能够提升各大繁忙机场的运行容量,但是面临投资大、周期长的困境。因此,研究进离场航空器的排序与调度模型,研究科学高效的优化算法,为进离场航空器确定起降次序和时间逐渐成为提升机场整体运行效率的主要手段。首先,通过梳理国内外现有研究成果,总结了进离场航班排序与调度问题的研究现状。其次,基于现有研究基础,结合机器调度领域的研究方法,将进离场航班排序与调度问题与机器调度问题等效,将机器调度领域应用成熟的分派规则引入航班排序与调度中。再次,对于进场排序与调度问题,提出了基于复合分派规则的两阶段优化方法。然后,对于离场排序与调度问题,针对离场航班排序的特殊性,建立连续航班排序与调度模型,并提出相应的复合分派规则求解模型。最后,对于进离场排序与调度问题,将分派规则与模拟退火算法相结合,在元启发式算法的架构下提出了基于复合分派规则的元启发式算法。本文相较于之前的研究,最大的贡献在于——成功结合与应用分派规则与元启发式算法,提升进离场航空器航班排序与调度的时间与效率。
【图文】：

民航运输业,周转量,民航运输,蓬勃发展

图 1.1 2013-2017 年民航运输总周转量然而民航运输业的蓬勃发展带来可观的经济效益的同时，也伴随着巨大的运输压力，对民航运输业的高效运行提出了更高的要求。2017年民航行业发展统计公报显示，全年有的客运航空公司总航班执行数为403.9万班次，然而航班平均准点率仅为71.67%。而根院颁发的促进民航发展若干意见[2]，要求截止到2020年，我国的航空年运输总周转量需00亿吨公里，航班正常率需提高到80%以上。要达到上述总周转量需求，扩容是关键，手段有很多，如重新扩建机场，增加跑道的数量，重新构建航路等等，但这些手段无法上提高航班正常率。要提升航空运输服务品质，降低航班延误是关键。降低延误不仅关客和各民航相关单位，，更影响着我国民航业的健康稳固发展。分析来看，造成航班延误的原因主要有三种，分别是天气原因，航空公司原因和空管原中天气原因属于不可控因素，剩下的两种因素属民航系统内部原因，是进一步优化和改破口。因此，国际民航组织（ICAO）[3]提出了“航空系统组块升级”（ASBU）计划，此国和欧洲也分别提出了“下一代空中交通系统”（NextGen）与“单一欧洲天空空管研SESAR）计划，上述三种计划都提到要通过对进离场航班调度问题建模，并设计高效能

对比图,下目,不同参数,对比图

对应于每一实例，首先给定参数一个较大的取值范围，然后不断调整，不断缩小，直到找到最优解对应的参数的取值。再根据所有例子中参数的取值，给出相应的经验公式，本文以 case9 为例，给出参数分析的具体步骤：首先给参数一个较宽泛的取值范围：K1=[0.5 2 4 6 8 10 15 20]；K2=[0.01 0.1 0.3 0.5 0.6 0.7 0.8 1 3 5]；K3=[5 10 50 100 150 250 500 700 100]；K4=[150 250 500 1000]；实验发现，K4=150 时，目标函数的值较好，因此，令 K4=150，再根据目标函数取值缩小K1、K2、K3的取值，K1=[3.8 4 4.2 4.8]；K2=[0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 1 1.5]；K3=[10 50 80100 120 150 200 250 300 500]，得出的结果图如下所示，
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V355.2;O223

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