基于延误成本的进港航班调度优化研究

摘要

研究进港航班调度问题的主要目的是使进港航班按照一定的秩序降落，以方便旅客的乘降，同时确保机场各项地面作业顺利进行，顺利完成民航运输生产任务。航班调度直接影响机场和航空公司的运行效率，它涉及航空公司航班时刻、数量和机型，机场跑道、滑行道和停机位等因素。不合理的航班调度方案，会导致航班的延误和拥挤，并造成大量的经济损失，影响航空公司和机场的正常运营。因此，航班调度问题的研究具有重要的实用价值。 本文在现有航班调度理论模型的基础上，对进港航班调度问题进行了研究，根据进港航班的特性和局部优化与全局优化的思想，以航班延误成本为目标函数建立了进港航班调度的静态和动态模型，通过引入最大允许延误时间变量限制，在这个限制条件下，所有航班的最大延误时间都不得超过这个限制值，这确保航班延误成本降低的同时兼顾航班降落的公平性，最大允许延误时间的不同将形成不同的调度方案。模型的求解算法选择过滤束搜索算法，并选取首都国际机场的实际数据对模型和算法的可行性进行分析与验证。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1 引言

1.1 论文的研究背景和意义

1.2.航班调度优化问题研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.2.3 国内外研究评述

1.3 论文的主要内容及框架

1.4 论文的主要贡献

2 进港航班调度系统分析

2.1 系统的划分和功能

2.2 各子系统分析

2.2.1 航班子系统

2.2.2 终端区子系统

2.2.3 跑道子系统

2.3 各子系统运行关系分析

2.4 本章小结

3 进港航班调度优化模型构建

3.1 现有模型分析

3.1.1 时空网络(Time—space Network)模型

3.1.2 极大代数模型

3.1.3 模糊控制模型

3.1.4 三种模型的分析

3.2 模型的构建

3.2.1 问题描述

3.2.2 航班排序策略选择

3.2.3 模型的假设条件和约束条件

3.2.4 模型的构建

3.2.5 模型的参数估计

3.3 本章小结

4 模型求解算法的分析与设计

4.1 相关算法分析

4.1.1 分派规则算法

4.1.2 局部搜索算法

4.1.3 过滤束搜索算法

4.1.4 各种算法的优缺点分析

4.2 过滤束搜索算法

4.2.1 过滤束搜索算法的基本思想

4.2.2 过滤束搜索算法相关名词说明

4.3 航班调度问题的FBS算法设计

4.3.1 解空间搜索树的表达

4.3.2 节点分枝策略的选取

4.3.3 束宽和过滤宽度的确定

4.3.4 评价函数的选用

4.4 航班调度问题的FBS算法流程

4.4.1 静态模型算法流程

4.4.2 动态模型算法流程

4.5 本章小结

5 算例分析

5.1 应用算例分析描述

5.2 应用算例求解及结果分析

5.2.1 TDmax=15 时求解结果及分析

5.2.2 TDmax=30 时求解结果及分析

5.2.3 TDmax=∞时求解结果及分析

5.3 与实际结果的对比分析

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

附录A

作者简历