協(xié)同決策機(jī)制下航空運(yùn)輸系統(tǒng)不正常航班問(wèn)題研究.pdf

1、由不正常航班引發(fā)的問(wèn)題不僅給旅客帶來(lái)諸多不便,也給航空運(yùn)輸系統(tǒng)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。不正常航班問(wèn)題已經(jīng)成為影響航空運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)效率和服務(wù)質(zhì)量的核心問(wèn)題。航空運(yùn)輸系統(tǒng)由航空公司、機(jī)場(chǎng)和空管三個(gè)子系統(tǒng)組成,協(xié)同決策(CollaborativeDecisionMaking,CDM)機(jī)制已被歐美等航空發(fā)達(dá)國(guó)家證明是提高航空運(yùn)輸系統(tǒng)效率的有效管理技術(shù)。它是一種協(xié)同合作的理念,通過(guò)整合空域管理者(空管)和使用者(機(jī)場(chǎng)和航空公司)提供的數(shù)據(jù)得出更準(zhǔn)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(jī)制下航空運(yùn)輸系統(tǒng)不正常航班問(wèn)題,對(duì)于提高航空運(yùn)輸系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)力,滿足日益增長(zhǎng)的航空運(yùn)輸需求,具有重要的意義。
　　 本文以協(xié)同決策機(jī)制下航空運(yùn)輸系統(tǒng)不正常航班相關(guān)問(wèn)題為研究對(duì)象,主要研究工作如下:
　　 構(gòu)建了CDM機(jī)制下不正常航班問(wèn)題決策系統(tǒng)框架,并詳細(xì)闡述框架內(nèi)各子系統(tǒng)的決策主體、信息需求、信息傳遞方式和平臺(tái)支持,分析了框架內(nèi)各子系統(tǒng)的決策模式、決策要求和決策內(nèi)容

3、等。
　　 CDM機(jī)制要求各航空公司及時(shí)制定出最優(yōu)的不正常航班恢復(fù)策略,這是各航空公司和空管信息交流的基礎(chǔ)。為此首先研究了航空公司不正常航班恢復(fù)的建模問(wèn)題,詳細(xì)分析了已有的資源指派模型、多商品網(wǎng)絡(luò)流模型和時(shí)間離散近似模型的優(yōu)點(diǎn)和不足,在此基礎(chǔ)上將飛機(jī)就緒時(shí)間、飛機(jī)流不平衡約束、航班時(shí)空銜接特性、多機(jī)型調(diào)度和合并航班成本計(jì)算等問(wèn)題加入資源指派模型,使新模型更符合CDM機(jī)制下航空公司的實(shí)際運(yùn)行。
　　 然后針對(duì)新建的不正常航

4、班恢復(fù)模型設(shè)計(jì)了一種啟發(fā)式算法--貪婪隨機(jī)模擬退火算法。新算法通過(guò)限制飛機(jī)路線對(duì)的數(shù)量以提高算法的時(shí)間效率；在GRASP算法的基礎(chǔ)上添加航班串取消操作作為鄰域解的構(gòu)造方式之一,以解決流不平衡；設(shè)計(jì)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(wèn)題陷入局部最優(yōu)解的概率。實(shí)例表明所建模型和設(shè)計(jì)算法的有效性,其結(jié)果與GRASP算法相比具有明顯的優(yōu)越性,在算法的時(shí)間效率和求解質(zhì)量之間取得較好的平衡,能夠滿足CDM機(jī)制對(duì)航空公司實(shí)時(shí)決策

5、和優(yōu)化決策的要求。
　　 機(jī)場(chǎng)終端已成為空中交通網(wǎng)絡(luò)的瓶頸,現(xiàn)有的研究工作重點(diǎn)關(guān)注飛機(jī)正在執(zhí)行的航班性質(zhì),忽略了前后航班的銜接關(guān)系和延誤波及問(wèn)題。本文基于CDM機(jī)制提出將航空公司航班優(yōu)先選擇權(quán)引入機(jī)場(chǎng)終端流量?jī)?yōu)化模型,并分析航班取消信息和航班優(yōu)先選擇信息對(duì)流量?jī)?yōu)化方案的影響。
　　 機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面管理是CDM的應(yīng)用領(lǐng)域之一,飛機(jī)推出是機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面管理的重要內(nèi)容。為解決不正常航班影響下飛機(jī)推出地面沖突增多、航班延誤加劇和機(jī)場(chǎng)盲區(qū)影響

6、等問(wèn)題,分析了飛機(jī)推出流程,設(shè)計(jì)了飛機(jī)推出程序。包括推出程序命名、停機(jī)位組合和推出程序標(biāo)識(shí)等內(nèi)容；建立了停機(jī)位組合優(yōu)化設(shè)計(jì)模型,提出一種層級(jí)迭代搜索算法,并實(shí)例驗(yàn)證了模型和算法的有效性。
　　 對(duì)飛機(jī)推出程序進(jìn)行三維仿真研究。在考慮了飛機(jī)滑入對(duì)飛機(jī)推出的影響后,選取模糊隨機(jī)Petri網(wǎng)作為建模工具,使推出模型具有模糊隨機(jī)性；以serviceModel軟件為平臺(tái),開發(fā)飛機(jī)推出三維可視化仿真系統(tǒng),重點(diǎn)對(duì)推出延遲時(shí)間、推出安全間隔和單