航班到达集成调度策略的仿真优化

决策策略的形式和参数对决策支持系统的性能优劣有着重要的影响。对于航班到达管制系统,管制策略优化比数学模型优化更易于指导实际应用。在数学模型验证航班到达集成调度的基础上,运用仿真优化的方法对该集成调度的执行策略进行研究。搭建了基于Arena平台的航班到达仿真系统,运用多种仿真优化方法对航班到达集成调度的管制策略进行定性和定量的优化。     

含有到达时间的最大完成时间同类机调度算法

研究了目标函数是最小最大完成时间的同类机调度问题,其中作业到达时间可能不同。此问题被证明是NP-hard问题。通过对单机和同型机的相应问题研究成果的推广,提出5个启发式算法,给出算例及其计算结果,并通过实验对算法的性能及算法适应的情形进行了分析,与现有Koulamas＆Kyparisis的算法进行了比较。     

含作业到达时间的同类机调度问题启发式算法

研究了目标函数是最小化完成时间和的同类机调度问题,其中作业到达时间可能不同.此问题被证明是强NP-hard问题.由于同类机调度是一种重要的平行机调度问题,而最小完成时间和目标是最常见的正则目标之一,因此完成时间和的同类机调度问题在相关研究领域具有非常重要的地位.为此问题建立数学模型,通过对单机和同型机的相应问题研究成果的推广,提出6个启发式算法,给出算例及其计算结果,并通过实验对算法的性能及算法适应的情形进行了分析.     

机场到达时刻数量决策随机模型

为高效利用拥堵机场的时刻资源,本文建立了机场到达时刻数量决策随机模型.模型根据不同到达时刻的价值和延误成本、取消成本,将到达时刻进行最大化分割,得到机场一天的最优时刻框架.此外,模型通过引入期望延误率和期望取消率等参数,增强了实际应用的鲁棒性.在进行案例仿真时,本文使用了广州白云国际机场的相关数据,利用优化软件AIMMS4.19求得实验结果.实验结果证明,模型不仅能够提高机场的经济效益,而且能够有效减缓高峰时期的拥堵.     

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MMAS算法的带到达时间批调度问题研究

研究了工件带到达时间的目标为极小最大完工时间(Cmax)的单机批调度问题,采用最大-最小蚂蚁系统(max-min ant system,MMAS)进行求解.针对问题带到达时间以及分批的特性,提出了两种候选列表(candidate list)构建批序列,有效地缩小了搜索空间的维度;考虑两种候选列表的工件对构造解具有不同的影响,针对不同的候选列表设计了相应的启发式信息.仿真实验部分从求解质量和时间性能两方面比较了本文提出的算法和标准的蚂蚁系统(ant system,AS)算法以及使用不同候选列表的MMAS算法.结果表明,本文的算法在质量和时间两方面均全面优于标准的AS算法,而提出的候选列表使得该算法在大幅度提高时间性能的同时,仍然能够取得近似最优解,从而在求解质量和时间性能两方面取得平衡.     

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.     

基于列生成法的不正常航班调度

不正常航班调度是一个非常复杂的实时网络优化问题,属于NP难问题.同时考虑由飞机资源短缺和机场关闭造成的航班不正常情况,采用时空网络技术为每架飞机构建恢复网络,在此基础上将该问题视为带有容量约束的多个商品的整数最小费用流问题,建立了多商品网络流数学模型.采用列生成算法求解该大规模整数规划问题,对于求得的非整数解采用分支定界法进行处理.最后,给出的算例验证了该方法的正确性和有效性.     

进港航班调度的最小方差控制研究

将原则上为人造系统的航班进离港的离散事件动态系统问题作为动态系统处理,将其转化为随机系统控制问题.在一定的假设条件下,通过系统辨识,建立了航班进港的离散随机模型,采用最小方差控制的方法对航班进港进行调度,使进港时的间隔趋于平均,总的方差减少,效果较好.该方法在先到先服务的基础上,为空管自动化问题的解决方案提出了一个新的思路,也为在空管系统中进一步应用控制理论进行研究提供了新的途径.     

航班时刻表优化模型的研究

航空运输业的发展和飞机流量的增加，迫切需要优化航班时刻表。本文对航班时刻表优化问题作了系统分析，提出了一个非线性规划数学模型，并对求解方法进行了讨论。     

不确定条件下舰载机动态调度仿真与优化方法

针对舰载机调度中的不确定性及动态特征,给出了基于多主体技术的舰载机动态调度仿真与优化方法。定义了不确定条件舰载机动态调度的概念模型。基于多主体技术描述了概念模型中变量与目标、约束之间的隐函数关系。为降低不确定因素中能够引发重调度的各类系统扰动（故障或新任务到达）的影响,给出了主体之间的交互协商机制。在此基础上,给出了基于合同网与遗传算法的混合优化算法以提高模型的求解能力。最后以舰载机的典型任务模式为例,测试了混合优化算法的能力,并利用敏感性分析方法对故障扰动的影响进行了描述,验证了仿真模型与优化算法的可行性。     

机载公共设备综合管理系统的动态反馈调度

机载公共设备的综合管理是一种必然趋势,多处理机任务分配和调度是机载公共设备综合管理系统中一个关键技术问题.针对混合任务和不确定的负载,设计动态反馈调度算法使之具有检测、分类、自适应、反馈的功能,采用静态分配和动态调度相结合的方法、局部反馈和全局反馈调度相结合的方法,实现多处理机欠载、过载、超过载、优先级倒置、任务接收和任务拒绝情况下的动态调度.     

基于改进蚁群算法的舰载机弹药调度

针对舰载机弹药调度供求点多、批次量大等特点,通过分析限制因素,建立了调度方案求解模型。利用蚁群算法对方案模型求解,提出了具体实现算法,每次循环对信息素进行变异调整,并通过引入遗传算法的精英保留和交叉运算操作思想,克服了基本蚁群算法搜索时间长、易陷入局部最优解等缺陷。数值仿真结果验证了调度模型的正确性,以及改进蚁群算法的有效性。     

Scheduling with Rejection and Non-Identical Job Arrivals

In this paper, we address the scheduling problem with rejection and non-identical job arrivals, in which we may choose not to process certain jobs and each rejected job incurs a penalty, Our goal is to minimize the sum of the total penalties of the rejected jobs and the maximum completion time of the processed ones, For the off-line variant, we prove its NP-hardness and present a PTAS, and for the on-line special case with two job arrivals, we design a best possible algorithm with competitive ratio （√5＋1/2） .     

基于HTLBO算法的舰载机机群机库维修任务调度

舰载机机库维修能力是制约舰载机机群可用度乃至出动、作战能力的关键要素,为提升舰载机机库维修效率并减轻传统人工制定维修计划的负担,研究了舰载机机群机库维修任务调度方法。首先,系统分析了舰载机机群机库维修任务调度的作业流程模式,基于维修资源约束,面向实际维修任务需求,提出了将舰载机机群波次可用度指标和机库维修人员负载均衡性指标作为分层优化目标,建立了舰载机机群机库维修任务调度模型。其次,将模型抽象为多技能资源受限项目调度问题,提出了基于资源约束推进的串行调度机制,并设计了混合教与学优化算法。最后,通过设计仿真案例和算法对比,验证了模型和算法的可行性与有效性,所提出的混合教与学算法具备更好的收敛速度和优化性能,有一定的工程借鉴意义。     

平行机及自由作业的排序与转包

研究工件排序与转包相联的模型,即制造商从客户处接受一批工件,这些工件既可以由制造商加工,也可以一定费用转包给承包商加工.制造商需要确定被转包的工件集及工件的加工顺序,使得加工费用和转包费用之和为最小.研究制造商为平行机及自由作业,承包商为单机情况下的排序与转包模型,基于动态规划算法给出了近似算法,并分析了该算法的性能比.     

自动导引车调度优化研究综述

制造系统中自动导引车（Automated Guided Vehicles,AGV）调度对于提高制造系统效益和降低制造成本具有重要作用,同时AGV调度也是十分复杂的组合优化问题,将AGV调度优化问题分为3类：AGV静态调度、AGV动态调度、AGV同时调度（与其他资源联合调度）进行了概述,并对其研究方法进行了分析与总结,包括传统分析方法、建模与仿真方法、智能优化算法、混合优化方法,分析了各类方法的优缺点,指出了当前AGV调度优化研究中存在的不足,并提出了未来的研究方向和建议。     

用于柔性流程工业生产调度的并行多目标遗传算法

分析了柔性流程工业区别于一般制造系统在生产调度方面的特点 ,在此基础上针对这类系统所具有的多目标、混合动力学特性、调度实时性等特征 ,提出了一种新的并行多目标遗传算法 .在解决多目标解的评价时 ,采用了目标分级评价技术 ,求解过程始终将解的最优性和决策者对目标的偏好信息结合在一起 .为反映这类问题的混合特性 ,提出了一种新的双层编码方案 .在算法中采用的递阶分解并行技术 ,使计算时间至少减少一个数量级 .计算机仿真结果表明 ,对于这一类复杂的柔性流程工业生产调度优化问题 ,本文提出的方法具有很好的实际应用前景 .     

两类非数值优化方法在飞机方案设计中的比较研究

将遗传算法（GA）和模拟退火（SA）应用于飞机方案优化设计，给出了算法实现过程。对同一算例进行了优化实验，对二者进行了对比分析。实验结果表明SA达到收敛所需迭代次数及方案分析次数远较GA为多，但其优化结果要好于GA。这两类非数值优化方法应用于实际的飞机方案优化问题，必须首先解决由于所需方案分析次数太多而导致的计算效率低下问题。相对而言GA较SA在实际飞机方案设计中有更好的应用前景。