基于动态列生成算法的飞机排班问题研究

飞机排班是航空运输生产计划的重要环节,对航空公司的正常运营和整体效益有着决定性影响;飞机排班通常构建为大规模整数规划问题,是航空运筹学研究的重要课题,构建的模型属于严重退化的NP-Hard问题.在考虑对多种机型的飞机进行排班时,大大增加了问题的复杂性.针对航空公司实际情况,建立多种机型的飞机排班模型;为实现模型的有效求解,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.     

机场放行能力约束条件下的航班延误波及分析

航班延误影响机场和航空公司的正常运行,同时给旅客出行带来不便,因此,对航班延误的预测分析具有重要的现实意义.在机场放行能力约束条件下,分析航班延误波及情况,对延误时长进行定量预测.以航班历史数据为学习样本,计算在前序航班延误的影响下,后续航班在不同延误等级的初始条件概率,并按照航班优先级以及预测时段机场的放行能力约束,对初始条件概率进行修正,从而对航班延误时长进行短期预测.最后通过实例分析,结果表明考虑机场放行能力约束,提升了航班延误预测的准确度,验证了方法的有效性.     

基于替代航路的进场航班排序优化方法

针对机场终端区航班延误日益严重的现状,为减轻空中交通管制员工作负荷,缓解航班延误,研究了进场航班排序优化问题.通过引入替代进近航路和时间偏差成本的概念,建立了进场航班排序模型;基于调度窗口和冻结范围概念,提出了动态优化方法;结合进场航班排序模型与动态优化方法,以国内某机场的运行数据进行了仿真验证.仿真结果表明:与实际运行相比,基于替代航路的进场航班排序优化方法优化效果显著,减少了约25%的进场航班延误,提高了机场终端区航空器的运行效率.优化方法可以即时获得最优方案,辅助空中交通管制员做出决策.     

基于多技能多渠道变成本的物流联络中心排班

物流联络中心的人力成本随着坐席拥有的技能、服务渠道的多少以及服务时段的不同而不同,对人员进行合理班次设计以节省人力成本尤为必要。考虑现实联络中心工作时间的连续与中断、技能组和渠道组的匹配等,提出采用分阶段法优化班次。首先给出不考虑时间中断的坐席的排班模型A,求得排班方案;接下来,在此基础上将中断时间约束加入,建立模型B,求得班次覆盖矩阵;最后加入排班调整约束,建立模型C,对多技能组中各渠道组进行调整,给出最符合实际情况的最优排班调整方案。数值实验结合物流企业实例和各方案的比较,验证了模型的有效性。该方法为联络中心排班提供了新思路,对其它服务行业的排班也具有一定的参考价值。     

基于动态环境的机场航班实时调度优化研究

在对天气、空中管制等动态环境引起航班延误所造成的各主体利益损失分析及目标追求的基础上,建立单一机场航班动态实时调度微调两阶段优化模型,其中目标函数为追求航空公司、乘客利益和机场保障的经济损失加权和最小化,采用遗传算法优化求解.从最大效率利用终端区空域的角度,评估航班调度方案.具体的算例表明采用本方法能依据动态环境不断优化微调需更新的航班时刻表,达到兼顾各方利益提高机场综合服务水平的目的,证明了方法的可行性.     

空中交通流量管理中的改航策略研究

针对在恶劣天气下出现的大规模航班延误情况,根据机场和航路段的动态容量约束,建立了改航策略模型,并提出求解该模型的有效算法.选择全国航班时刻表进行仿真,仿真结果表明:该模型提供了在恶劣天气下更安全、更经济的航班改航策略,可为战术级流量管理提供辅助决策.     

基于最小延误时间和经济成本的空中高速路匝口排序研究

空中高速路是解决空域资源紧缺问题的一种新途径.在建立延误时间成本最小的空中高速路匝口航班排序模型的基础上,分析并得出了航班延误经济成本函数,建立了基于最小延误时间和经济成本的空中高速路匝口航班排序模型,并利用NSGAII算法进行求解.最后利用不同时段的航班数据进行算例仿真,计算航空器进入空中高速路的时刻及其延误成本.结果表明,与先到先服务策略相比,提出的优化模型对于单个航班的延误时间成本、经济成本和累积经济成本分别降低47.2%,51.3%和54.4%,模型与解法可行.     

基于动态网络DEA模型的机场绩效研究

在已有网络DEA的基础上加入时间维度,构建了多时段下具有串联决策单元内部结构的复杂系统动态网络DEA效率评价模型.模型与传统DEA模型相比,既克服了传统DEA无视系统内部结构的缺陷,又在传统DEA的决策空间和目标空间基础上加入了时间维度,可以考察决策单元在不同时段的效率变化,从而对解决多时段内的复杂系统效率评估问题具有更为现实的应用价值.运用模型对区域多机场系统中的机场运营效率进行了计算,结果表明:1)动态网络DEA模型综合机场多年的投入产出,引入联系变量将相邻两时段连接起来,系统全面地评价多年来机场的整体运营水平,避免了传统模型将各年度独立评价的不足.2)江苏7家机场在2006-2010年仅南京禄口机场动态效率值为1,其余机场效率值都比较低,说明这些机场5年整体运营不佳,需要进一步加强管理和改进.     

基于大系统分解协调的CDM下不正常航班恢复优化

针对不正常航班恢复以及民航调度系统中空管、机场和航空公司之间复杂的协同调度问题,设计了一个基于大系统分解协调的不正常航班调度系统分解方法.首先简述了基于CDM的航班调度系统结构及原理,然后针对不正常航班恢复所涉及的各参与主体利益需求,建立分解级协调级多级递阶结构的不正常航班恢复优化调度模型,对分解后的各子系统模型采用遗传算法优化求解.最后通过东北空域内各主要机场航班调度的算例验证分析,结果表明采用方法能够减少航班延误时间,提高航空管理和服务质量,为具体工程应用提供决策支持.     

基于粒子群算法的航班舱位控制研究

首先介绍了收益管理提出的背景思想,在对航班收益管理基本概念作简要阐述的情况下,给出了期望边际座位收入理论.提出了在北京到上海的单航程航段下,航空公司会提供出发时间不同但航程相同的连续两个航班.旅客在没能购买到期望的航班舱位时,会以一定的概率选择购买下一航班的机票或者取消订票,改乘其他交通运输工具.旅客对于某一航班的座位需求主要由固有需求和上一航班需求的转移两部分构成.基于这样的角度建立了两航班机票预售模型,不考虑动态订座,no-show和超售等情况,并利用算法对模型进行了求解和分析.最后得出结论当航班票价等级数量较少时,为高票价等级安排较多数量座位可提高航班收入.而当航班票价等级数量比较多时,为低票价等级多安排一些座位可为航班提高收入.