备份飞机在保障航班正点率上的作用研 究简

本文应用GPSS仿真软件,对备份飞机在保障航班正点率的作用进行仿真分析,结合备份飞机策略的经济性,综合评价备份飞机在解决航班延误上的作用。最后通过京沪航线的实例证明在运营机场备份一架飞机不仅可以降低航班延误率,而且可以节约航空公司的成本,并通过测算确定出了备份飞机最优数目。     

基于时间Petri网的航班延误链式反应模型构建

由于一架飞机一天要执行多个航班,使得航班之间存在前后衔接关系,因而一个航班的延误会波及到与之衔接的下游航班,造成航班延误链式反应。基于时间Petri网理论,对单架飞机执行多个航班提出了时间Petri网链式模型,并给出了具体算法,用于在初始延误时间已知的条件下,判断初始延误机场的下游机场是否出现航班延误并计算航班延误的时间。实例仿真及分析表明,航班延误链式反应波及的机场个数与飞机的初始延误时间存在一定的量化关系,机场可以参考这个量化关系,根据初始延误时间建立航班延误预警机制。     

飞机地面除冰运行的非合作博弈研究

针对大型机场对优化除冰调度运行以减少航班延误的需求,以及各航空公司对有限除冰资源的无序竞争,结合非合作博弈理论,建立飞机除冰地面运行的非合作博弈模型,设计了除冰资源分配的浮动优先级算法,在MATLAB环境下,利用首都机场动态航班数据对算法进行了仿真验证。仿真结果表明,将设计的浮动优先级算法应用于飞机地面除冰运行中,机场离港航班的延误情况得到了明显缓解,且对现有的"先到先服务"除冰调度策略进行了优化,并保证了资源分配的公平性,为机场地面除冰运行提供了一种新的思路。     

不正常航班延误调度模型及算法

恶劣天气、航空管制、机械故障等原因常会使航班表无法正常运作,决策人员必须把飞机重新指派给航班,决定延误或取消哪些航班,尽快使航班恢复正常.本文构建了以延误成本最小或延误时间最短为目标函数的航班恢复模型,航空公司可以根据需要选择不同的目标函数;细分了延误成本并提出旅客失望溢出成本和失望溢出率概念;采用启发式方法并调用匈牙利算法对模型求解,给出了算法的运行步骤,并以实例说明了模型和算法的可行性.     

基于贝叶斯网络的航班延误与波及分析模型

航班延误是各航空公司亟待解决的问题之一.提出了一种基于贝叶斯网络的航班延误预测与波及分析模型,该模型考虑了影响航班延误的相关因素,通过设定各因素的属性信息,可以对航班是否发生延误及其延误级别进行概率性预测,并且可以方便地对产生航班延误的原因进行定位,准确地分析航班延误产生的波及情况.实现了该模型,并以一个简单的航班计划为例验证了该模型的可行性.     

多机场网络系统流量分配策略

为有效减少机场交通拥挤、降低航班延误,从系统角度研究战略层面的机场交通供需平衡问题.通过考虑单机场进场和离场间的相关性以及多机场联程航班间的关联性,提出了开放式多机场有向网络交通流系统;基于多元容量受限约束和联程航班约束,以最小化网络系统内所有航班的总延误为目标,建立了开放式多机场网络配流模型.结合国内三大机场的实际航班数据,对模型进行了仿真验证.仿真结果表明:所建模型可以对多机场网络系统流量与容量进行协调优化匹配,充分利用系统容量最小化系统航班延误;可为空管部门提供流量调配优化策略、为民航部门制定航班计划提供辅助决策依据.     

基于累积延误损失算法的GHP模型

考虑不同机型的不同延误损失费用提出了一种累积延误损失算法,并建立基于该算法的地面等待策略(GHP)数学模型.该算法进行到达航班排序时,以所有航班总延误损失费用为首要排序标准,以先来先服务为第二排序标准,从而得到总延误损失费用与总延误时间值都较小的到达航班序列.同时,该算法也考虑了有后继任务的航班对到达航班序列的影响.基于该算法的GHP模型结合实际数据在实验仿真中取得了较好的效果,表明了该算法与模型的实用性与有效性.     

大面积航班延误发生的预测方法

针对现有航班延误预测较少从网络层面分析的问题,提出一种研究空中交通网络流系统中大面积航班延误发生的预测办法。首先,从空中交通网络流系统角度界定大面积航班延误。其次,基于SEIR模型的基本思想,将节点的状态分为正常、延误、延误传播及恢复四种,并建立大面积航班延误传播模型,给出预测大面积航班延误能否发生的方法:通过计算某时段各状态节点转化的各个参数,得出基本再生数的值,根据其值判断下一时段大面积航班延误是否会发生。最后,以2018年冬春航季发生的某次大面积航班延误为例进行验证,结果表明,计算基本再生数可预测大面积航班延误能否发生。     

模糊Petri网在飞机进近排序中的应用

介绍了发达国家正在研究的最后进近间隔工具(FAST)的排序思想,利用该排序思想,讨论了模糊控制和模糊Petri网排序理论在飞机进近中的具体应用,并进行了仿真。仿真结果表明,该方法能达到合理可行的排序结果,明显减少航班队列的延误。基于模糊Petri网的排序方法为解决空中交通管制系统的科学优化排序问题提供了较好的研究思路。     

基于进离场容量转化的航班地面等待程序

为实现对机场进离场容量和空中交通需求的动态平衡管理,先通过分析进离场容量转化曲线 ,建立基于进离场容量转化的航班地面等待程序模型,并结合RBS排序和Compress寻优算法对等待策略采用动态规划求解,最后对模型进行了数值仿真分析,计算结果证明了在航班地面等待程序中进行进离场容量转化可以有效的减少延误,增大流量,提高效益.     

基于航班模糊聚类的时隙分配均衡模型

为了科学合理的利用机场时隙资源,克服现有模型只考虑效率性的缺陷,建立了效率性和公平性转换的均衡优化模型;利用模糊聚类方法对航班进行分组,并计算相应的延误损失费用,应用人工鱼群算法快速求解模型;对20架航班进行算例仿真,结果显示均衡优化模型的总延误损失费用为102800元,高于指派模型和改进的指派模型的83600元,但是最大延误损失费用为10000元,低于指派模型的16000元以及改进指派模型的15000元.仿真结果验证了效率性和公平性不能同时达到最优,说明了均衡模型能够让延误损失费用在各航班之间均匀分配,更具公平性.     

多机场终端区容流利用和分配建模与仿真

研究多机场终端区空中交通供需平衡问题,在多元受限的复杂约束下,给出一种容量利用和流量分配协同优化模型,模型通过最小化终端区内所有进离场航班的总延误损失,并引入航班延误损失系数作为航空公司协同决策的偏好信息,寻求最佳的容量利用和流量分配方案.实验仿真表明,模型不仅能使流量与容量协调匹配、充分利用资源,而且能使延误损失降到最小又能兼顾航空公司的利益;设计的遗传算法运行稳定、切实可行.     

基于可变优先级的GHP时隙分配优化模型

空中交通拥塞日益严重,造成大量经济损失。作为短期措施中缓解空中交通拥塞的有效方法,地面等待策略(GHP)的核心问题是时隙分配。因此针对航班的延误时间和延误费用,提出了一种可变优先级的时隙分配算法,并建立基于该算法的GHP优化模型。该算法中,航班在竞争不同时隙时优先级不同,且优先级的计算同时考虑了航班的延误时间和延误费用的影响,最后采用分支定界法搜索时隙分配的最优解。结合实际的数据,用计算机仿真实验对该算法进行了检验,结果表明了该算法的灵活性和有效性。     

航班延误引发的航空公司及旅客经济损失

民航运输业的高速发展，导致航班延误现象日益严重。本文在借鉴国外研究成果的基础上，提出了适用于我国的航班延误经济损失计算方法，考虑了延误航班的正常盈利损失，并对我国民航旅客的时闻价值进行了研究，同时给出了各类延误损失的计算公式。最后，以2004和2005年为例，对全年由航班延误引发的航空公司及旅客经济损失进行了估算。     

基于航班到达时间窗约束的空域资源分配问题

为解决拥挤空域的资源分配问题,针对航班对计划到达时间变动范围的接受程度不同,定义了航班的延误成本函数,建立了一个基于航班有限到达时间窗的0-1整数规划模型,实现空域资源的最优分配,并开发了以匈牙利算法为核心的程序用于模型求解.以某机场运行数据为例进行仿真实验,结果表明,本文模型的最优解较先到先服务策略(FCFS)的分配结果能降低航班延误成本116％,并且其分配方案能满足每个航班可接受的到达时间窗约束.     

基于航空信息网络的枢纽机场航班延误预测模型

航班延误一直是机场运营管理的一大难题，本研究报告面向区域多机场，重点针对机场集团内枢纽机场的航班延误问题，提出基于航空信息网络的航班延误预测模型NBFDM. 该模型不仅使用了航班自身的相关属性，并且还考虑了航空信息网 络内其他机场的因素对航班延误的影响. NBFDM模型首先提取航班本身的特征和该航班飞行前一段时间内航空信息网络的特征，然后使用PCA进行降维，对降维处理后的特征再使用SVR方法，得到非线性回归模型，用于预测航班的延误时间. 实验表明本研 究报告所提模型NBFDM相比仅使用航班自身属性的模型，对航班延误时间的预测误差降低约20%.     

多目标流量管理优化模型及算法研究

针对日益增长的空中交通需求所带来的严重航班延误现象,采用单目标难以解决离场时隙、飞行路径和管制员工作强度分配等问题,提取了造成空域拥挤和航班延误的要素,综合考虑离场时隙飞,行路径和管制员工作强度等目标,建立了多目标、非线性规划模型.设计了多目标遗传算法对其进行求解,并利用实际航班数据进行仿真,结果表明:所建立的模型和算法不仅能在合理的时间内为空域内全部航班找到较优离场时间和较优飞行路径,还能降低管制员高强度工作的持续时间,使流量更符合实际情况,有效缓解了空域拥挤现象.     

航空公司飞机排班问题的排序模型及算法

针对国内航空公司运营管理的特点,提出了描述单枢纽航线结构下飞机排班问题的排序模型及算法.首先通过引入航班节概念,将飞机对航班的安排问题转化为飞机对航班节的安排问题,并运用固定工件排序理论建立起描述该问题的数学模型,然后根据"先到先服务"的规则并通过引入航班节标号函数和飞机标号函数设计了一种标号算法,该算法的计算复杂性为O(mn).通过对一个算例的分析说明了该算法的应用.     

飞机排班中航班环的动态构建方法

构建航班环是飞机排班中安排飞机路线的一项基础工作，本文针对国内航班计划的特点，提出了一种单维修基地条件下航班环的动态构建方法。首先以飞机维修机会最大化为目标函数，建立基于航班环的一周飞机路线的整数规划模型。然后采用列生成算法和Follow-or规则，动态地构建满足“三天维修规则”的航班环，求解飞机路线模型。最后利用MATLAB语言编写计算机程序，并通过具体算例的分析，验证了本文提出方法的正确性及有效性。     

基于改进列生成算法的受扰航班优化调度

受扰航班恢复问题是一个非常复杂的实时网络优化问题,属于NP-hard问题.同时考虑了飞机资源短缺、机场关闭和计划外的飞机维修情况,并采用航班延误、航班取消、航班交换等多种恢复措施.基于Dantzig-Wolfe分解原理,分别建立主问题和子问题的数学优化模型,采用列生成算法框架求解该大规模整数规划问题.在求解过程中,首先,构造初始可行航线,基于航线调用CPLEX软件对主问题进行求解;其次,针对研究问题的特征,提出一些性质,并采用改进的"label-setting algorithm"对子问题求解,每次迭代过程中加入多条具有简约成本为负的列,降低迭代次数,对于求得的非整数解采用分支定界法进行处理.最后,通过对多种规模的实际算例进行测试,验证了所采用精确算法的正确性及效果,并对测试结果进行分析总结.