机场除冰机位调度方法研究

发布时间：2020-08-12 17:42

【摘要】：在雨雪低温天气下,对离港起飞航班实施除冰作业,是保障飞机正常航行的关键。但是机场的除冰资源,包括除冰机位、除冰车等是有限的,因此在除冰工作开展之前,评估航班是否会因为除冰资源的限制,最终导致延误;在除冰工作进行时,根据航班、除冰机位的实际情况,对除冰资源合理调度,对于保障机场除冰工作可靠、高效的进行,具有重要意义。本文以机场的出港航班的除冰机位调度为研究切入点,在除冰工作开展前,对静态情况下的除冰机位优化调度方法研究,得到固定航班数量下的调度结果,并且扩展航班数量,研究增加航班数量之后的除冰工作情况,最终得到机场除冰机位容纳能力,同时以实际除冰历史数据为基础,评估不同航班数量下基于优化除冰机位调度的机场航班延误风险;对于除冰工作正在进行时,设计动态的除冰机位调度方法,帮助除冰指挥员进行实时的除冰机位调度工作,保证除冰工作高效、有序的进行。本文主要研究内容包括:1)研究了在各个航班的除冰流程时间均相同的情况下,机场除冰机位的优化调度问题。该问题本质上是一个高级计划排程(Advanced Planning and Scheduling,APS)问题,且由于各个航班时间段均相同,使得建模相对容易。本文建立以最小化航班延误数量、航班总等待时间、公用除冰机位占用数量为目标的除冰机位调度线性整数规划模型,用分支定界法对模型求解最优解。和机场目前通用的先到先服务方法相比,能够得到更优的调度结果。以此结果评估机场除冰机位容纳能力,为机场离港起飞航班排班提供参考意见。2)研究了各个航班的除冰流程时间均不相同的情况下,机场除冰机位的优化调度问题。通过将调度方案编码为选择的除冰机位和进除冰机位的先后顺序两个变量,设计遗传算法求该问题。并且通过对机场历史数据的研究,生成时间不同的案例,评估不同航班数量情况下,基于优化除冰机位调度的机场航班延误的风险程度,为机场制定当前除冰资源条件下起飞航班数量提供参考意见。3)研究了实际情况中的除冰机位动态调度问题。在实际情况中,航班除冰各阶段时间从不确定变为确定,因此需要依据航班、除冰机位的状态变化,实时为待除冰航班分配除冰机位。本文设计航班除冰各阶段时间的预估方法,并且同机场ACDM系统实时数据交互,建立以先到先服务方法为基础的除冰机位动态调度方法。通过Web Service的形式搭建系统,后端实时获取数据,前端提供给除冰指挥员使用,允许人工干预。最终的使用情况表明,该动态分配系统能够满足除冰机位的动态分配工作,为除冰指挥员提供极大的便利。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V351.392
【图文】：

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文图 3-4 机场航班申请时间分布图新疆乌鲁木齐机场将停机位分成 A、B、C 三个区域，航班从三个区域到坪的时间统计图如下所示：0200400600800100012001 2 3 4 5航班数量applyT时间，单位（分）历史航班申请时间统计

图 3-4 机场航班申请时间分布图齐机场将停机位分成 A、B、C 三个区域，航班从所示：图 3-5 各区到除冰坪滑行时间分布图门时间相对计划起飞时间的时间如下图所示：applyT时间，单位（分）

图 3-7 航班除冰占机位时间分布图从出除冰机位到实际起飞时间分布如下图所示：图 3-8 出机位到起飞时间分布图新疆乌鲁木齐机场总共有 6 个除冰机位，除冰机位数量 M 6，其中 1、2、3、01002003004005006007008009004 5 6 7 8 9 10航班数量时间，单位（分）出除冰机位到实际起飞时间分布

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本文编号：2790832