基于似然轨迹预测的空中交通复杂度评估方法

对空中交通复杂度长周期的准确预测是实现空中交通管理系统资源动态分配的一个关键因素。针对以往的空中交通复杂度评估方法中长周期预测精度不足的问题,提出了一种基于飞机似然轨迹预测的复杂度评估方法。所提方法利用随机线性混杂系统理论对飞机动态和外部扰动进行建模,并结合飞机飞行意图实现飞机轨迹的准确预测;根据一阶和二阶空中交通复杂度映射的定义,将复杂度预测问题转化为高斯随机变量的二次型求解问题,并采用劳伦级数展开计算出复杂度映射。通过对设计的场景进行仿真,证明了所提方法的有效性。     

单跑道混合起降飞机排序问题的优化算法研究北大核心CSCD

针对单跑道混合起降飞机排序问题,考虑着陆队列的优先性以及最小时间间隔的复杂性,建立最小化队列完成时间的混合起降模型.为求解该模型,提出两种基于着陆优先的两阶段算法,即TPLP算法和M-TPLP算法.该两种算法的第一阶段均是将着陆队列从起降队列中分离,并用蚁群算法对其求解;在第二阶段,TPLP算法和M-TPLP算法分别在不允许和允许着陆飞机偏移已安排着陆时间的情况下,将起飞队列插入到已排着陆队列中,即确保了着陆飞机的不同优先性,在一定程度上能够为实际的空中交通流量管理提供理论依据.最后,通过仿真实验验证所提算法的有效性.     

单跑道混合起降飞机排序问题的优化算法研究

针对单跑道混合起降飞机排序问题,考虑着陆队列的优先性以及最小时间间隔的复杂性,建立最小化队列完成时间的混合起降模型.为求解该模型,提出两种基于着陆优先的两阶段算法,即TPLP算法和M-TPLP算法.该两种算法的第一阶段均是将着陆队列从起降队列中分离,并用蚁群算法对其求解;在第二阶段,TPLP算法和M-TPLP算法分别在不允许和允许着陆飞机偏移已安排着陆时间的情况下,将起飞队列插入到已排着陆队列中,即确保了着陆飞机的不同优先性,在一定程度上能够为实际的空中交通流量管理提供理论依据.最后,通过仿真实验验证所提算法的有效性.     

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。     

计算机生成航空兵力的多分辨率建模方法研究

仿真实体的多粒度表示在分布仿真环境中具有十分重要的研究意义.探讨了多分辨率建模的概念和内涵,对多分辨率模型的建模方法进行了比较分析.根据仿真任务的不同,适应不同的仿真阶段,建立了不同粒度的航空兵力模型.聚合级飞机的运动方程主要考虑质心运动的运动学方程,动力学模型采用极限参数模型实现.通过补充姿态角信息和飞机位置信息实现了解聚过程.通过航向控制、航迹迫近、位置迫近算法,实现了聚合过程.     

一类地面等待问题的离散时间系统求解方法

近年来，航空业迅速发展，空中交通拥挤现象凸现。地面等待是缓解这类现象的有效措施和方法。针对一类目标机场容量随机的单机场地面等待问题，本文给出了问题的具体描述，建立了相应的离散事件系统模型，并在此基础上设计了求解模型的遗传算法，分析了模型的复杂度和相关参数的特性，最后对算法进行了仿真验证。结果表明，本文的离散事件系统模型及相应算法设计合理，可有效缩减总的消耗费用。相对普通的整数规划模型，本文的离散事件系统模型能够给出具体的航班到场时刻和地面等待时间长度，有效消除了“时间碎片”引起的累积误差。     

大型钢铁企业原料采购计划模型

原料采购计划问题是寻找最小费用原料采购计划，大型钢铁企业原料采购计划问题的特点是品种多，数量大，费用高，论文建立了大型钢铁企业原料采购计划模型，从供应链观点出发，考虑铁前原料物流过程建立数学模型；在模型求解方法上，针对所建模型的大规模特性，采用列生成算法求解；实例计算表明该模型和算法的有效性。     

基于DEVS的防空作战模型可重用性研究

仿真模型重用是当前仿真领域的热点问题,其在工程领域的实现能够极大提高开发效益。鉴于各类现代防空作战行动中的相似性,采用DEVS方法为其建立分层耦合的离散事件模型(DEM),在事件驱动层面对各类应用情景中的模型状态转移做了统一的、规范的描述,并针对不同的应用情景引入行为模型(BM)建模,在行为表示层面上描述模型状态转移的具体算法,最后设计了BM和DEM结合的动态链接方式,给出仿真程序组成示例,实现了从事件驱动层到行为表示层的模型重用。     

多目标飞机航线调配模型的模糊优化算法

为了提高航空公司飞机的日使用率，研究了相同机型的各架飞机调配问题.在满足航班衔接、航班覆盖、机队规模的约束下，建立了多目标整数规划模型，针对模型设计了模糊隶属度函数，定义了多目标伸缩指标，利用L-R型模糊数的性质和max的定义，应用模糊数学理论求解模型.最后通过数值实验表明该飞机调配问题的模型可行，算法能在保证飞机起降次数均衡的条件下，使飞机日平均飞行小时比统计数据提高2%，飞机地面等待时间下降14.3%，求解效率提高一倍以上.     

一类事件驱动马氏决策过程的Q学习

对广泛存在的一类事件驱动的平均费用型马尔可夫决策问题,通过分析其模型特征,研究了一种简单的增强型学习算法,不必将事件扩充为系统状态,而只对原始状态的值函数进行学习,减少了计算量和数据存储量。将算法应用于M/M/1排队系统的接纳控制问题,计算机仿真结果表明,算法优于通常的增强型学习和动态规划方法,验证了算法的有效性。     

基于序贯博弈谈判机制的分布式多项目调度

设计有效的全局资源分配协调机制是解决分布式多项目调度问题的关键.基于多Agcnt系统建立以单项目完工时间为优化目标的局部调度模型,并设计基于正向逆向调度改进的遗传算法求解初始局部调度计划;综合考虑每个项目单位延期成本的差异,建立以多项目总延期成本为优化目标的全局决策模型,设计多回合序贯博弈谈判机制协调全局资源分配,并调整单项目局部进度计划;开展示例分析和不同参数下问题集的实验研究.结果表明:基于正向逆向调度改进的遗传算法求解初始局部调度具有较好的问题规模适应性和较高的求解精度;全局资源冲突越强,造成多项目延期越大且项目延期完工的风险也越大;采用序贯博弈谈判机制相比无博弈随机分配协调机制可以有效地降低多项目的总延期损失成本.     

航空公司机队的鲁棒性规划启发式算法

为了解决传统机队规划方法无法反映机队运营鲁棒性的缺陷, 针对单基地线性航线结构运营模式特点, 以基地机场配置机型数最小为目标函数, 考虑"航班节"机型分配成本限制, "航班节"机型分配唯一性限制, 所选机型最少飞机数限制等条件构建机队的鲁棒性规划模型, 并结合唯一竞争机型限制为模型设计启发式算法. "39个航班节, 6种候选机型"的案例分析表明: 传统机队规划法所得出的机队构成中有3种机型, 而由机队的鲁棒性规划法所得出的机队构成中机型数仅为2种, 且机队构成能够很好的适应市场需求的波动, 因此算法可行.     

基于自适应多局部搜索memetic算法的多跑道地面等待问题求解

建立了一种综合考虑航班延误成本差别、续航航班延误时间的单机场地面等待问题优化模型, 对独立运行的多条跑道进行合理、有效分配, 满足大型繁忙机场的运营需求; 然后提出了一种自适应多局部搜索memetic算法来加以求解. 鉴于问题模型的复杂性以及单一局部搜索memetic算法对复杂问题显露出的较弱的寻优能力和收敛性, 提出的自适应多局部搜索memetic算法在不同阶段采用不同的局部搜索策略, 其中自适应定向局部搜索策略使个体的搜索速度根据个体、最优个体以及群体信息进行调整. 通过对多组仿真算例进行计算, 并与其它典型算法的求解结果进行对比, 实验结果表明了所提模型与算法的有效性.     

相关杂波背景下反辐射导弹的Rao检测方法

针对反辐射导弹(ARM)及其载机回波信号的不同特性,提出了一种抑制载机信号的方法。首先估计载机信号的多普勒频率,然后依据频率估计值对延时信号进行相位补偿,再与原信号相减来抑制载机信号。在抑制载机信号后,基于自回归(AR)模型分布的相关杂波假设,导出了ARM检测的Rao检测统计量。Rao检测方法的渐近性能与广义似然比检测(GLRT)相当,但结构更简单、更易于实现。仿真结果表明,所提方法可以有效地抑制强载机信号,实现弱ARM目标信号的检测。     

基于航班机型分配的机队规划启发式算法

为了解决传统机队规划方法无法准确反映航空公司运营环境的问题,从航班机型分配的角度为航空公司设计机队规划算法,其基本思想是:给定候选机型以及航空公司生产运营环境(航线网络、航班计划、航班订座需求和平均票价水平),利用航班机型分配寻找最优的机队配置方案.将航班机型分配描述为时序网络图中的网络流问题,以“航班节-航班机型分配”成本最小为目标函数,机队中有且仅有一种竞争机型,被选用机型最低飞机数为约束条件设计模拟退火算法.仿真结果表明:对规模为13个航班节,7种候选机型的问题,算法平均运算时间为5.42秒,结果稳定且高效可行.     

基于改进A*算法的飞行器三维航迹规划算法

提出了改进A*算法并应用于飞行器航迹规划,该算法把地形平滑技术融合到路径搜索的过程中,使平滑处理只需满足路径选择方向的飞行坡度要求和飞行器过载限制,得到的最优航迹更加贴近地形。在相同的条件下对改进A*算法和传统算法进行仿真比较,传统算法需要35 s左右收敛得到优化航迹并且代价函数为32.15;改进算法能在24 s内找到代价函数最优的飞行器三维航迹且代价函数为28.26,仿真结果表明改进A*算法在收敛速度和最优路径代价函数结果都明显优于传统算法,是一种有效的三维航路规划方法。     

低轨预警星座通信网络的路由算法

路由技术是低轨预警星座通信网络需解决的关键技术之一。设计了低轨预警星座通信网络的拓扑结构。提出了多约束最优路由模型,该模型将链路的时延、切换率和可用带宽转化为传输费用,表示了时延和跳数受限的最小费用路由问题。给出了求多约束最优路由问题的最优解算法,此算法通过缩小可行路径的搜索空间降低计算复杂性。仿真结果表明,该路由算法的复杂性和切换性能优于同类算法,适合于星上在线路由计算。     

基于时间区间内航线机型优化分配的机队规划方法

传统机队规划方法所形成的机队构成无法适应市场需求的波动,按照旅客需求的波动规律将航线上的时段进行分割形成时间区间,以时间区间内航线机型运行频次为决策变量,不同航线上机型的适航性限制、飞行机组的可用飞行时间、选定机型飞机的最少投放数等因素为约束条件,构造以航线机型分配的运营利润最大化为目标函数的时间区间内航线机型优化匹配模型,并结合Lagrange松弛算法求解机队规划问题.通过分析某航空公司19条航线、299个航班、6种候选机型的问题发现,该方法能够反映出航线上的机型分布特点,且形成的机队构成更能适应公司生产运营环境的变化,因此方法可行.     

集装箱码头泊位分配-装卸桥调度干扰管理模型

针对集装箱码头作业过程中,由于干扰事件导致泊位与装卸桥调度计划难以顺利实施这一难题,运用干扰管理方法,从码头作业成本、船舶等待成本以及计划偏离度三个方面度量系统扰动,建立泊位分配-装卸桥调度干扰管理模型,提出求解干扰管理模型的仿真优化法,设计基于局部重调度与禁忌搜索算法的仿真优化算法,利用算例对模型与算法的有效性进行了验证.计算结果表明:与全局重调度算法相比,基于局部重调度的算法可以提高计算效率,同时,干扰管理模型能够考虑各方的利益,因此得到的干扰应对方案更科学.     

基于合作博弈协商机制的分布式资源受限多项目调度

分布式资源受限多项目调度问题涉及多个项目的独立调度以及项目之间共享资源的协调分配,因此,解决该问题的关键是设计有效的机制获取协调全局资源所需的调度信息并据此配置全局资源.考虑每个单项目延期的影响程度不同,以最小化多项目总拖期成本为全局目标建立分层决策模型:考虑分布式多项目调度问题的信息不对称性和各单项目决策者的自利性,设计基于合作博弈协商机制的分阶段进化算法对问题求解.以MPSPLIB问题集开展实验研究,结果表明:采用合作博弈协商机制可以有效降低多项目的总延期成本,并且该求解机制对问题规模和资源冲突强度的变化有很好的适应性;自主Agent参与合作博弈并选择诚信策略可获得更高的单项目收益,同时多项目获得高质量的调度方案.