機(jī)場(chǎng)地面等待問題建模及進(jìn)化優(yōu)化研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，空中運(yùn)輸需求量持續(xù)上升，由此帶來了我國航空運(yùn)輸業(yè)的興起和快速發(fā)展。由于空中交通流量的激增，我國現(xiàn)有的航空運(yùn)輸設(shè)備和管理技術(shù)變得難以適應(yīng)；在空中交通流量的高峰期，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的空中交通擁擠，從而導(dǎo)致航班大面積延誤，造成巨額經(jīng)濟(jì)損失，也給飛機(jī)飛行帶來安全隱患。地面等待策略作為一種緩解空中交通擁擠的有效措施，其實(shí)現(xiàn)依賴于合理的問題模型構(gòu)建及其高效求解方法的設(shè)計(jì)。本文著重討論機(jī)場(chǎng)地面等待問題，分別針對(duì)單跑道和多跑道場(chǎng)景，構(gòu)

2、建了相應(yīng)的問題模型，并設(shè)計(jì)進(jìn)化優(yōu)化方法對(duì)問題進(jìn)行求解。
　　 首先，建立了一種單跑道地面等待問題的事件驅(qū)動(dòng)優(yōu)化模型，該模型綜合考慮了航班的延誤成本差異、最大延誤時(shí)限等因素；設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)的自適應(yīng)遺傳算法對(duì)模型進(jìn)行求解，該算法對(duì)傳統(tǒng)適應(yīng)度函數(shù)形式和初始群體的產(chǎn)生加以改進(jìn)，并針對(duì)問題特征定義了交叉算子。通過對(duì)算例進(jìn)行仿真驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明上述模型與算法在降低延誤成本和控制航班最長延誤時(shí)間方面取得了明顯的優(yōu)化效果。
　　 然后

3、，在單跑道地面等待問題模型的基礎(chǔ)上，建立了一種考慮航班延誤成本差別、續(xù)航航班延誤時(shí)間的多跑道機(jī)場(chǎng)地面等待問題多目標(biāo)優(yōu)化模型，以更全面地描述這一問題的特性；提出了一種自適應(yīng)多局部搜索遺傳算法對(duì)問題加以求解，算法在不同階段采用不同的局部搜索策略，其中自適應(yīng)定向局部搜索策略使個(gè)體的搜索速度根據(jù)個(gè)體、最優(yōu)個(gè)體以及群體信息進(jìn)行調(diào)整。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文的多跑道地面等待問題模型與算法能夠較好地降低航班延誤費(fèi)用以及續(xù)航航班延誤時(shí)間。
　　 最后

4、，依據(jù)航班的進(jìn)離港過程，提出了一種實(shí)時(shí)計(jì)算航班優(yōu)先系數(shù)策略；并在前述兩種模型的基礎(chǔ)上，建立了一種進(jìn)離港地面等待問題多目標(biāo)優(yōu)化模型，使得延誤損失在進(jìn)離港航班之間的分配合理化；同時(shí)，綜合考慮航班的延誤成本差別、最大延誤時(shí)限以及續(xù)航航班延誤時(shí)間等多種因素，以達(dá)到延誤損失和續(xù)航航班延誤時(shí)間的多目標(biāo)優(yōu)化。針對(duì)問題模型的復(fù)雜性以及現(xiàn)有多目標(biāo)遺傳算法的不足，提出了一種引入局部搜索機(jī)制的多種群遺傳算法對(duì)問題求解，并改進(jìn)優(yōu)秀個(gè)體遷移策略，實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)的協(xié)同