協(xié)同決策機制下航空運輸系統(tǒng)不正常航班問題研究.pdf

1、由不正常航班引發(fā)的問題不僅給旅客帶來諸多不便,也給航空運輸系統(tǒng)造成巨大的經濟損失。不正常航班問題已經成為影響航空運輸系統(tǒng)運營效率和服務質量的核心問題。航空運輸系統(tǒng)由航空公司、機場和空管三個子系統(tǒng)組成,協(xié)同決策(CollaborativeDecisionMaking,CDM)機制已被歐美等航空發(fā)達國家證明是提高航空運輸系統(tǒng)效率的有效管理技術。它是一種協(xié)同合作的理念,通過整合空域管理者(空管)和使用者(機場和航空公司)提供的數(shù)據(jù)得出更準確的

2、信息,并且使管理者和和使用者共享決策信息。研究協(xié)同決策機制下航空運輸系統(tǒng)不正常航班問題,對于提高航空運輸系統(tǒng)的競爭力,滿足日益增長的航空運輸需求,具有重要的意義。
　　 本文以協(xié)同決策機制下航空運輸系統(tǒng)不正常航班相關問題為研究對象,主要研究工作如下:
　　 構建了CDM機制下不正常航班問題決策系統(tǒng)框架,并詳細闡述框架內各子系統(tǒng)的決策主體、信息需求、信息傳遞方式和平臺支持,分析了框架內各子系統(tǒng)的決策模式、決策要求和決策內容

3、等。
　　 CDM機制要求各航空公司及時制定出最優(yōu)的不正常航班恢復策略,這是各航空公司和空管信息交流的基礎。為此首先研究了航空公司不正常航班恢復的建模問題,詳細分析了已有的資源指派模型、多商品網絡流模型和時間離散近似模型的優(yōu)點和不足,在此基礎上將飛機就緒時間、飛機流不平衡約束、航班時空銜接特性、多機型調度和合并航班成本計算等問題加入資源指派模型,使新模型更符合CDM機制下航空公司的實際運行。
　　 然后針對新建的不正常航

4、班恢復模型設計了一種啟發(fā)式算法--貪婪隨機模擬退火算法。新算法通過限制飛機路線對的數(shù)量以提高算法的時間效率；在GRASP算法的基礎上添加航班串取消操作作為鄰域解的構造方式之一,以解決流不平衡；設計鄰域解備選池并引入基于模擬退火算法的搜索策略,有效降低了問題陷入局部最優(yōu)解的概率。實例表明所建模型和設計算法的有效性,其結果與GRASP算法相比具有明顯的優(yōu)越性,在算法的時間效率和求解質量之間取得較好的平衡,能夠滿足CDM機制對航空公司實時決策

5、和優(yōu)化決策的要求。
　　 機場終端已成為空中交通網絡的瓶頸,現(xiàn)有的研究工作重點關注飛機正在執(zhí)行的航班性質,忽略了前后航班的銜接關系和延誤波及問題。本文基于CDM機制提出將航空公司航班優(yōu)先選擇權引入機場終端流量優(yōu)化模型,并分析航班取消信息和航班優(yōu)先選擇信息對流量優(yōu)化方案的影響。
　　 機場場面管理是CDM的應用領域之一,飛機推出是機場場面管理的重要內容。為解決不正常航班影響下飛機推出地面沖突增多、航班延誤加劇和機場盲區(qū)影響

6、等問題,分析了飛機推出流程,設計了飛機推出程序。包括推出程序命名、停機位組合和推出程序標識等內容；建立了停機位組合優(yōu)化設計模型,提出一種層級迭代搜索算法,并實例驗證了模型和算法的有效性。
　　 對飛機推出程序進行三維仿真研究。在考慮了飛機滑入對飛機推出的影響后,選取模糊隨機Petri網作為建模工具,使推出模型具有模糊隨機性；以serviceModel軟件為平臺,開發(fā)飛機推出三維可視化仿真系統(tǒng),重點對推出延遲時間、推出安全間隔和單