基于航空排放的机场停机位分配优化

随着航空业的快速发展,航空排放对大气环境的影响日益严重。机场停机位分配优化研究,对航空绿色发展具有重要意义。基于场面运行规则,航空器排放、近机位利用率等多目标,建立一种使航空器排放量最小,近机位利用率最大的机场停机位分配优化模型,并通过南京禄口国际机场某日航班数据实例验证。结果表明:由于近机位利用率的提升,航空器的HC、NOx、CO、SOx和颗粒物(particulate matter,PM)排放量分别减少12. 33%、7. 81%、12. 66%、11. 06%和11. 17%;地面保障设备(ground support equipment,GSE)的HC、NOx、CO、PM排放量分别减少9. 59%、4. 63%、14. 34%、13. 64%;远机位旅客平均花费时间减少42. 31%。可见提出的优化模型增加了近机位利用率,减少了机场航空排放,减少了远机位旅客平均花费时间,验证了模型有效性。     

考虑缓冲时间成本的鲁棒性停机位分配

针对实际航班提前或延误给停机位分配带来的扰动问题,分析了航班实际到离港时间偏离计划时间的分布规律,提出了基于缓冲时间成本的停机位分配鲁棒性评价函数.在此基础上,建立了以缓冲时间成本、机位-航班大小差异度和远机位数等最小为优化目标的鲁棒性停机位分配模型,设计了求解模型的禁忌搜索算法.基于首都国际机场两个典型的A、B工作日实际运行数据的模型验证结果表明,所提方法与不考虑鲁棒性及传统最小化空闲时间离差平方和的停机位分配相比,在A日航班冲突分别减少了98.1%和97.6%,在B日航班冲突分别减少了74.3%和70.8%,有效地提高了停机位分配计划的鲁棒性.      

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...     

机场停机位分配问题的遗传算法

停机位分配作业关系到整个机场的系统运作,其作用相当重要。通过分析航空器占用停机位时区集合的特点,应用划分时间片算法建立了停机位分配的图论模型,将机场停机位分配问题转化为图的k-顶点着色问题。应用遗传算法求解图的K-顶点着色问题,给出了机场停机位分配问题的实用算法。最后将该算法应用于一个算例。     

基于遗传算法的机场停机位分配问题研究

停机位分配作业关系到整个机场的系统运作,其作用相当重要。通过分析航空器占用停机位时区集合的特点,应用划分时间片算法建立了停机位分配的图论模型,将机场停机位分配问题转化为图的k-顶点着色问题。应用遗传算法求解图的K-顶点着色问题,给出了机场停机位分配问题的实用算法。最后将该算法应用于一个算例。     

基于态势感知的滑行路径优化算法

为提高繁忙机场场面运行效率,以优化航空器滑行路径、减少航空器滑行延误时间为目标,通过分析滑行道的运行态势,构建了机场滑行路径优化模型,并提出基于态势感知的滑行路径优化模型求解算法.算例结果表明:基于态势感知的滑行路径优化算法与传统的先到先服务优化算法相比,航空器在整个滑行过程中的总运行时间下降了 5％.可见基于态势感知...     

结合分配规则的站坪机位预测模拟分析

停机位是机场运行的重要基础设施,站坪机位预测应在考虑经济性的同时尽可能地满足机场实际运行对机位数的最大需求,以提高机场运行效率和服务水平。本文在分析机场实际运行中机位分配规则及相关约束条件的基础上,建立机场机位分配模型,对理论计算得到的站坪机位预测值进行机位分配模拟分析,有助于提高机位预测的科学合理性。     

基于航班离场成本的离场航空器滑行策略优化

针对大型枢纽机场日益严重的场面拥堵及由此导致的航班延误问题,推出率控制策略可利用机位等待代替滑行道及跑道口等待,控制场面离场航班的滑行数量,缓解场面拥挤.基于推出率控制策略同时结合场面滑行路径优化,提出了基于航班离场成本的离场航空器滑行策略.首先,构建了基于推出率控制策略的航班离场成本计算模型;然后,提出离场航空器滑行策略优化方法;最后,以航班离场成本最小为目标,采用遗传算法开展算例仿真,并选取三种策略进行对比分析.结果表明:基于航班离场成本的滑行策略不仅能减少离场航班的总滑行时间,提高场面运行效率,还能减少燃油消耗和气体排放量,具有一定的环保性.     

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。     

基于冲突点避让机制选择的航空器滑行路径优化

针对航空器地面滑行的问题,提出了冲突点选择避让机制来优化航空器滑行路径。通过构建地面滑行路径的节点-路段模型,以航空器全部滑行到预定节点所用时间最短为目标,建立了路径滑行优化模型。通过建立可行路径集,利用启发式搜索算法,从静态路径规划、动态路径规划两阶段对滑行路线进行优化,得到航空器滑行优化路径。以某机场某一时段内航班到离港时间数据为例,对算法进行了验证,结果显示:经算法优化后,可减少时间段内各航班的最短滑行路径的冲突,缩短滑行时间,滑行道使用较分散,可降低航空器滑行中运行风险。     

不确定作业时间下机场地面服务保障设备调度优化研究

机场地面服务延误在大型枢纽机场总延误中占有较大比重。为此,从机场地面保障设备工作时间不确定性出发,对机场地面服务保障设备调度优化问题进行了研究,以更加高效地调度地面服务设备。首先,根据国内某机场历史数据,采用对数正态分布拟合机场服务设备的作业时间;并对不同服务项目作业时间的波动性进行评估。然后,建立机场地面服务保障设备调度优化模型,以提高设备调度对于不确定作业时间的适应性;并且平衡设备工作量。最后,设计了具有不确定作业时间的设备调度遗传算法;并结合实例进行验证。结果表明:提出的不确定作业时间下的机场设备调度优化方案对设备作业时间波动性具有更高适应能力,提高机场设备利用率,缩短航班机位等待时间。     

具有卫星厅的机场航站楼登机口分配研究

机场航班量快速增长,导致登机口不足,增加卫星厅是解决登机口不足的新方案。本文在考虑新增卫星厅对中转旅客的影响的情况下,对登机口分配的问题进行研究。以成功分配航班数最多、登机口使用数目最少以及中转旅客花费时间最短为优化目标,根据问题的数学描述和登机口分配的基本原则,建立了多目标最优化模型,并使用遗传禁忌搜索(GA-TS)算法对模型进行求解。在给出的案例中,该方法能够给510个航班成功分配登机口,占航班数的84.16%,使用了64个登机口,占可用登机口的92.75%。本方法能够解决对新建卫星厅后带来的登机口分配问题,减少旅客的中转时间,对优化登机口分配具有积极意义。     

基于跑道容量的航班恢复优化模型

为了降低航班延误造成的经济损失和旅客滞留,在不增加管制员工作负荷的基础上提高航班运行效率。本文在原有的航班恢复模型基础上,引入跑道容量模型,综合考虑旅客流、航空公司公平性以及航线重要程度的影响,建立了以各单位恢复总成本最小为目标函数的航班恢复模型,该模型适用于跑道数以及构型不同的单一机场,算例中引用国内某机场的真实延误数据,并用遗传算法和粒子群算法求解模型得到优化方案,与遗传算法相比,粒子群更适用于该模型,收敛速度更快。与现有的航班运行相对比,优化后的方案总延误时间缩短了11.85%,总延误成本减少了6.55%。最后用TAAM仿真软件分别运行实际恢复方案和优化恢复方案,报告显示优化方案中终端区产生冲突的可能性更小,管制员工作负荷更低,从而验证了模型和算法的可用性。     

基于混沌二进制粒子群算法的认知无线电频谱分配策略

为了解决认知无线电网络中以最大化网络效益为准则的频谱分配难问题,提出一种基于混沌二进制粒子群算法的动态时变频谱分配策略。在该策略中,针对二进制粒子群算法收敛速度慢且后期粒子搜索具有单一性的缺陷,引入混沌映射对初始种群和每代粒子位置进行遍历优化,以提高粒子的全局寻优性能,搭建降维频谱分配数学模型,降低算法计算繁杂度,减少时间开销。实验结果证明,所提算法收敛速率快,可获得较高的网络收益。