多跑道机场的场面调度优化问题研究

发布时间：2017-09-18 11:38

  本文关键词：多跑道机场的场面调度优化问题研究

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【摘要】：随着机场流量不断增加,我国大型多跑道机场的航班延误问题日益突出。多跑道机场复杂的场面滑行网络加大了机场场面调度难度,场面拥挤与冲突时有发生。因此,本文通过分析国内外关于机场场面调度优化的研究现状,针对具有多条跑道的机场会出现的选择跑道、滑行时间不同以及避免冲突三个方面问题的情况,对多跑道机场场面调度优化问题中的航空器离场排序和推出时刻优化问题,从新的角度进行了研究。本文的研究对象为我国多跑道运行中常见的远距平行跑道构型,并采用独立离场运行模式对该问题进行了研究,主要具体主要内容以下:1.通过将管制习惯因素引入到多跑道机场离场航班的排序中,根据飞机最小安全间隔的要求,建立基于管制员管制习惯的多跑道机场离场航班排序模型,针对机场小规模的离场航班流量,采用穷举法对模型进行了算例验证。结果表明,与先到先服务方法相比,本模型有效地减少了航班延误时间。2.在研究离场航班排序问题的基础上,通过考虑不同停机位距离起飞跑道端的滑行距离不同以及跑道起飞容量的影响因素,建立了多跑道机场离场航班推出时刻模型,设计了启发式算法对模型进行算例验证。结果表明,与先到先服务的推出策略相比,该模型可以有效地优化航班推出时刻,同时对起飞跑道进行了分配。3.通过对离场航班推出时刻问题的分析,提出了在安全间隔的基本约束条件下,引入典型滑行冲突模式约束,将航班离场排序问题与滑行过程相结合,以航空器总地面等待时间最小为目标函数,建立无滑行冲突的航班推出时刻优化模型,设计了遗传算法,通过机场实际数据对模型进行了算例验证。结果表明了该模型和算法的有效性,与先到先服务的推出策略相比,该模型能够有效优化航班推出时刻和跑道分配,同时避免了滑行冲突。
【关键词】：多跑道 离场调度 管制习惯 推出时刻 启发式算法 遗传算法
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V355
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 国外研究现状11-12
• 1.2.2 国内研究现状12-13
• 1.3 研究内容和章节安排13-15
• 第二章 多跑道机场场面调度问题分析15-21
• 2.1 多跑道的定义及分类15
• 2.2 平行跑道运行模式15-16
• 2.3 机场场面运行分析16-17
• 2.3.1 场面优化环境描述16
• 2.3.2 机场场面运行流程16-17
• 2.3.3 场面运行冲突分析17
• 2.4 航班主要排序算法介绍17-20
• 2.4.1 改进型FCFS算法18
• 2.4.2 带有位置偏移约束的排序算法18-19
• 2.4.3 基于优化窗的排序算法19-20
• 2.4.4 延误交换算法20
• 2.5 小结20-21
• 第三章 基于管制习惯的多跑道机场离场航班排序研究21-28
• 3.1 终端区离场排序问题描述21-22
• 3.1.1 终端区航班起飞离场过程描述21
• 3.1.2 航班起降安全间隔约束21-22
• 3.1.3 航班排序优化目标22
• 3.2 基于管制习惯的多跑道机场离场排序问题研究22-23
• 3.3 航班离场排序模型的建立23-24
• 3.4 算法求解步骤24-25
• 3.5 算例仿真与结果分析25-27
• 3.6 小结27-28
• 第四章 多跑道机场离场航班推出时刻优化研究28-35
• 4.1 航班推出离场过程描述28
• 4.2 推出时间优化典型模型及算法28-30
• 4.2.1 航班推出时间优化典型模型28-29
• 4.2.2 推出时间优化方法29-30
• 4.3 多跑道机场离场航班推出时刻模型的建立30-31
• 4.4 启发式算法设计31-32
• 4.5 算例仿真与结果分析32-34
• 4.6 小结34-35
• 第五章 基于滑行冲突避免的航班推出时刻问题研究35-47
• 5.1 航班离场过程场面冲突分析35-36
• 5.2 遗传算法的基础36-38
• 5.2.1 遗传算法的介绍36
• 5.2.2 遗传算法的数学模型36-38
• 5.3 基于滑行冲突避免的推出时刻模型的建立38-40
• 5.3.1 定义变量38-39
• 5.3.2 建立模型39-40
• 5.4 基于双重编码的遗传算法的设计40-41
• 5.5 算例仿真与结果分析41-45
• 5.6 小结45-47
• 第六章 总结与展望47-49
• 6.1 主要工作总结47
• 6.2 研究展望47-49
• 参考文献49-53
• 致谢53-54
• 作者简介54

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本文编号：875290