基于航空公司的航班计划优化与延误预测

随着中国民航业的快速发展,航班延误情况一直较为严重.建立了航班计划优化模型,将软备份运力分配在飞行时间和过站时间中,提高了航班的正常率、起飞的准点率和航班串的鲁棒性;为了进一步提高航班的正常率,追踪航班串中各航班的过站机场和离场时间,用加权马尔科夫链预测处在该时间段的过站机场的延误状态,并针对不同的延误状态作出相应的延误预警,提高了航班运营的可靠性.     

机场独立运行跑道起飞容量计算模型

跑道容量的确定是多条跑道开设时机的依据.给定了独立运行跑道起飞容量的概念,分析了各种影响跑道起飞容量的因素,按典型正态分布问题建立了计算模型;根据起飞飞机的速度关系和空管规则综合考虑了跑道占用时间、飞机前后间距标准、空管规则、风速影响、起飞公共段长度等影响因素,从理论上分类建立了机场独立运行跑道起飞容量的计算模型,提出了确定容量的方法,并利用某机场的实际运行航班数据对起飞容量进行计算,计算结果验证了该模型的实用性和可行性.     

基于物元二次可拓多机场起飞延误关联性分析及预测

为及时掌控多个机场之间的航班延误程度,研究物元可拓方法在机场航班起飞延误关联性中的应用。通过建立分时段航班起飞延误的物元模型,运用物元可拓方法,对多个机场的航班起飞延误情况进行分析。根据机场间航班起飞延误的关联度计算结果,选取关联性较大的机场,对目标机场的航班起飞延误程度进行预测;并通过实例验证了该方法的可行性。算例表明:所提出的方法能够有效地分析多个机场航班起飞延误之间的关系,并能够对起飞延误的发生起到预警作用。     

机场停机位实时分配研究

航班提前、延误和取消的情况发生的频率逐年增加,给机场运营指挥中心的调度计划造成了很大的干扰。建立了应对机场非正常运行的停机位实时分配模型,目标是对原停机位分配方案干扰最小。模型的计算结果不仅包含飞机停机位实时分配方案,还包括飞机的降落时间。在建立模型后,使用CPLEX优化软件对模型进行求解,数据采用某枢纽机场的实际航班数据,验证了模型的有效性。最后进一步研究了解决停机位使用次数和使用时间的均衡化问题,更加贴近实际情况。     

基于Memetic算法的飞机地面作业调度问题研究

机场地面作业管理是通过对机场各地面服务设备的安排调度,以保证航班正常、高效地运行.本文根据机场地面作业管理的实际情况,对每一个航班建立一棵飞机地面作业任务树,由此构建了相应的数学模型,该模型以最小化设备的总流经时间为目标,在规定的时间窗内完成飞机地面作业的并行任务.应用带有过滤扫描搜索策略的Memetic算法进行求解,...     

近距平行跑道最大容量模型

针对MACAD(MANTEA机场容量及延误)模型中近距平行跑道容量评估缺乏分析逻辑的问题,采用数学分析方法建立了新的近距平行跑道容量评估模型,引入FAA机场容量模型中的Q逻辑,重点分析并解决了2架降落飞机之间插入起飞飞机概率可能受先前起飞飞机影响的问题,使起飞容量评估更为准确,然后基于美国商用机场的典型数据,分别利用MACAD模型及本模型对其进行容量评估。结果表明:虽然与MACAD模型所得结果基本一致,但本模型更符合跑道容量包络的定义。     

飞机起飞着陆性能仿真与分析

为真实反映飞机起飞着陆的滑跑过程，记录了某型飞机的速度、加速度传感器现场数据，建立了飞机起飞着陆滑跑过程的微分方程并进行了解算；基于飞机滑跑过程的微分方程采用Simulink对飞机起降性能进行建模和仿真，记录数据、理论结果和仿真结果三者对比验证了所建立的仿真模型是有效的。基于该模型对该飞机滑跑过程进行仿真分析，结果表明起飞和不放阻力伞着陆过程可近似为匀加速直线运动过程，放阻力伞着陆过程则比较复杂。最后，研究3个主要参数对滑跑距离的影响，结果表明滑跑距离与机场海拔和风速呈近似线性关系，与迎角呈非线性关系且在迎角为8°时存在极小值点。     

基于安全约束的停机位分配问题的研究

停机位在机场运作系统中扮演着重要的角色,如果没有制定高效合理的停机位分配方案,航班便不能按原计划准时到达预定的停机位.随着航班数量的不断增加,机场运作效率的提高面临重大挑战,因此需要对航班进行停机位的合理分配.同时,合理地控制各个停机位的空闲时间可以避免相邻机位航班的运行冲突.考虑到机场系统的安全运行约束,建立避免冲突的停机位分配模型,引入实例,采用遗传算法进行求解,得出停机位分配的甘特图,验证了模型的合理性与有效性,更加贴近实际,提高了机场运行效率.     

基于多目标差分进化算法的机场停机位分配问题研究

科学合理的停机位分配方案或对现有方案进行优化,能够有效提升机场的运行效率,降低机场运行成本.笔者依据停机位分配的相关概念和约束条件建立基于航班-航班,航班-停机位的加权分数矩阵的停机位分配模型.然后将经典的差分进化算法加以改进来解决停机位分配问题,有利于更好地实现机场停机位分配多目标的优化.最后使用标准测试函数和停机位...     

空中交通流量管理中地面等待策略问题的探讨

随着我国经济不断的迅猛发展,国民收入不断增加,人们外出公干旅游较之以往飞速增长,而选择乘坐飞机作为交通工具的人群也日益增多。因此我国各大航空公司的飞机、航线数量都突飞猛进,但由于空中交通还有很多区域并没有开放,这也客观上导致经常出现航班延误,是继除天气影响第二大航班延误的重要原因。正因为如此,为缓解航班延误问题,本文制作了一套空中交通流量管理模型。这套模型的原理是如果机场会因为天气的原因而导致航班的延误,这种情况是无法避免的。将各个机场的出发航班以及到达航班进行有效的管理,合理分配各个航班,这个模型可以有效的缓解航班延误的问题。这个系统将国内5个最重要的枢纽机场的航班流通量的数据结合起来对模型进行了仿真计算。我们可以通过模拟得知,该模型会为航班提供调整策略,也会帮助航空部门制定相应的航班计划,使策略更安全更有效,也因此能大幅度降低航班延误的可能。     

考虑机场、航空公司与空管需求的机场群离场航班时刻优化

随着我国航空流量的不断增加,机场群内航班延误时间长、延误架次多、机场时刻紧张等问题逐渐暴露,这些问题主要是航班时刻设置不合理所导致。为解决这些问题,需要对机场群内航班时刻进行优化。本文通过从机场、航空公司、空管三个角度综合考虑,分别以延误时间、航空公司航班时刻调整总方差、管制员总调整量作为优化目标,建立了机场群航班时刻优化模型,并使用权重线性递减的粒子群优化算法实现对模型的求解。以京津冀机场群为例进行分析,使用Matlab对模型进行寻优。结果表明优化后机场群内总延误时间由77 580分钟至46 260分钟,航空公司航班时刻调整总方差由447.076减少至63.141,管制员总调整量由467 次减少至253 次,三个目标均得到了优化。可见该模型权衡了机场、航空公司与空管之间的公平性,为机场群航班时刻的优化提供了理论参考。     

基于熵值修正G2赋权的航空公司疲劳风险管理系统有效性评价

为帮助航空公司持续优化疲劳风险管理系统(FRMS),通过系统分析FRMS有效运行的关键要素,构建了疲劳风险管理系统有效性评价模型,以提高航空公司疲劳风险管理水平。在综合管理、政策文件、风险管理、安全保证、安全促进5个维度的基础上,构建FRMS有效性评价指标体系,采用熵值修正G2法确定各指标的权重,并结合模糊综合评价法,构建了航空公司疲劳风险管理系统有效性评价模型。以某航空公司为例,运用模型对其进行有效性评价,该航空公司的FRMS有效性评价结果为良好,符合实际情况。结果表明,该评价模型具有较好的可行性和适用性,可为航空公司疲劳风险管理系统优化提供重要参考。     

我国民航客运市场的分析和预测

运用SPSS软件建立了数据库，对我国民航客运市场今后一段时期的旅客运输总量、国内航线旅客运输量、国内航线旅客运输周转量、国际航线旅客运输量、国际航线旅客运输周转量等经济指标进行定量预测．通过理论分析和归纳总结，指出我国民航客运业须明确定位，加大改革力度，充分发挥企业的主体作用，在积极的产业政策环境中形成持续、快速、健康发展的局面．     

基于决策试行与评价实验室一Choquet 积分的航班运行风险评价

为提高航空公司安全管理水平,提出一种基于决策实验室分析(DEMATEL)和Choquet Integral耦合的方法对航空公司航班运行风险进行评价。首先在识别航班运行风险因素的基础上,利用DEMATEL方法计算因素的综合影响矩阵。利用综合影响矩阵分别计算因素的影响度、被影响度、中心度和原因度,确定因素的因果属性并确定关键因素。在利用DEMATEL方法计算得到关键风险因素的基础上,利用Choquet Integra构建风险评价模型对航空公司航班运行风险进行综合评价。结果表明,该风险评价模型能够消除风险因素之间的关联性,实现航空公司航班运行风险的合理、有效评价。     

团队与散客一体化舱位控制方法

团队控制问题对于亚洲航空市场,尤其是东南亚市场非常重要。在目前航空公司收益管理研究中,缺乏团队旅客的舱位控制问题研究。团队与散客的舱位控制是相互影响而不能割裂的,应将团队与散客的舱位控制问题综合起来研究。设计了一个数学模型,确定团队与散客的座位分配。由于模型是一个非线性模型,缺乏合适的求解算法。设计了一个分枝搜索算法。通过实例证明算法有效,研究结果可以提高航空公司收益。     

基于改进对抗解释结构模型和交叉影响矩阵相乘法的多航站区分区运行设计影响因素分析

针对大型民用运输机场多航站楼、多机坪复杂布局形式,为科学确定多航站区分区使用模式。在构建多航站区分区运行影响因素集的基础上,运用模糊集理论对对抗解释结构模型(Adversarial Interpretive Structure Modeling Method, AISM)进行改进,通过模糊可达矩阵对水平截距分布进行深入分析,进而得到多航站区分区运行影响因素的多层级模型。最后结合对抗层级拓扑图以及模糊驱动力-依赖性图对因素之间的关联性和逻辑性进行分析,并以粤港澳大湾区某干线机场的远期规划进行实例验证。结果表明：航空公司年旅客运量和航空公司高峰小时旅客数量驱动力较高而依赖性较低;机位分配与使用策略、分散式航站楼间捷运系统的通达性驱动力较低而依赖性较高。综合对抗层级拓扑图所揭示的表层、中间层、深层影响因素可知,航司年旅客运量和高峰小时旅客数量是影响分区运行设计的最根源和关键的因素。     

机型指派与飞机路线一体化建模及算法研究

通常航班计划都是分阶段完成的,即航班时刻表→机型指派→飞机排班→机组排班,每一个问题都相对独立的建模并求解;这样通常无法得到全局最优解甚或无解,对后续问题求解造成很大困难。为了克服这种困难及改善航班计划的次优性,本文将机型指派、飞机路线问题综合考虑,建立多机型的一体化飞机排班多商品网络流模型。为实现模型的有效求解,本文提出了基于约束编程的动态列生成算法;即用约束编程快速求解航班连线（航班串）并计算各航班串简约成本,动态选择列集并与限制主问题进行迭代。最后,利用国内某航空公司干线航班网络实际数据验证模型和算法的有效性,并与航空公司实际排班和分阶段优化情况进行比较研究。     

基于网络流理论的停机位分配多目标优化模型

随着航空运输业的快速发展,如何利用有限的机场设施资源是机场需要解决的主要问题。而停机位作为运输资源的核心,其高效合理地分配使用至关重要。本文基于网络流理论建立了平衡旅客、航空公司和机场的多方利益的停机位分配多目标优化模型,并利用ILOG CPLEX优化器求解,采用线性加权法对多目标权重赋值,以得到综合效能最大化的停机位分配方案。以某国际机场为例予以验证,结果表明：在大规模停机位分配问题中,多商品网络流建模方法的平均求解速度相对于传统建模方法提高38.31%;相比于贪婪启发式方法,该模型得到的分配方案使得旅客步行距离减少2.08%,停机位浪费率减少4.69%,同时也降低了航空公司的成本。通过分析不同权重下的停机位分配结果,可为机场实际运行提供理论指导。     

基于动态博弈的补贴模式对机场群航线网络结构的影响研究

为探讨不同补贴模式对机场群航线网络结构的影响，本文构建了关于机场、航空公司和乘客之间的动态博弈模型，通过逆向归纳法得到了纳什均衡条件. 研究结果发现：（1）不同的补贴模式对多机场航线网络结构产生重要影响，低补贴模式促使机场群倾向于形成点对点航线网络结构，反之，在高补贴模式下机场群易于形成枢纽辐射航线网络； （2）在较低的空铁联运总运营成本环境下，补贴竞争使得航空公司倾向于选择系统内的大型机场作为枢纽机场；反之，如果空铁联运总运营成本相对较高，补贴竞争使得航空公司倾向于选择小机场作为枢纽节点； （3）随航班固定成本和空铁联运总运营成本的增大，大型机场作为枢纽节点的概率逐渐减少，而小机场被选为枢纽节点的概率将逐渐增大. 随着机场群内大型机场腹地服务人口比例的增大，航空公司选择点对点航线网络的概率在减小. 研究结论能够为民航管理部门科学制定和应用航线补贴政策提供决策依据.     

基于航线失效的流量重分配策略研究

针对航空网络航线失效情况,基于枢纽航线网络和复杂网络理论,提出了流量重分配优化模型。模型将成本分成航线成本和节点成本,以重分配总成本最小为目标,考虑了非枢纽机场的影响和节点容量,构建了考虑拥堵效应的成本函数,并利用粒子群算法进行求解。最后,以杭州 咸阳航线失效为例进行仿真实验。实验结果表明：提出的模型具有较好的可靠性和有效性,并可以通过调节不同参数影响流量分配成本,提高了模型的可操作性和实践前景。