有等待席位限制的基于终端区系统运行效能的枢纽机场最优跑道设计算法

根据枢纽机场实际终端区系统瓶颈和航空公司及旅客的关键需求,利用随机服务系统理论,分析了有等待席位限制的枢纽机场终端区的空域结构、飞行、管制状况,建立其运行模型,能根据相关参数计算航班滞留时间、队长和空闲跑道数等有用指标;再进一步应用系统运行效能理论,成功地建立了枢纽机场的最佳跑道设计算法,算法对枢纽机场跑道建设规划有较大的理论意义和参考应用价值,实践中已经得到应用.     

PBN下多跑道机场航班起降运行排队方式研究

分析多跑道机场终端区的空域结构、飞行、管制状况,利用随机服务系统理论建立运行模型,对航班起降运行排队方式进行讨论.阐明两种排队方式①联合协作(相互支援);②分列独立(互不支援)的运行特点,并建立数学模型,能根据相关参数得到相应排队方式下航班滞留时间、队长和空闲跑道数等有用指标.在相同条件下,定量比较两种运行方式的航班队列服务质量和系统工作特性参数.结果表明:①比②能够支持更多的航班起降请求并提供更高的服务质量,提供利用现有条件扩充跑道容量和缓解航班延误的方法,能满足航空公司和旅客的需求.有较大的理论意义和参考应用价值,实践中得到应用,值得推广.     

有等待席位限制的平行多跑道航班起降排队模式研究

根据实际平行多跑道机场终端区飞行和控制程序,利用排队理论讨论2种有等待席位限制的航班起降排队模式:①分列独立、②联合协作模型.求出了这2种排队模式下相关指标.通过比较2种模式下航班队列服务质量和系统工作指标,发现②比①支持更多的航班起降架次并有较高的服务质量.从而,为优化航班起降提出一些建议.     

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.     

PBN航路航班流模型及容量计算

下一代航空运输系统中的空中高速性能基导航航路具有单向、无交叉、对性能限制、高密度运行等特点.以下一代航空运输系统的运行规则为基础,引入航班交通流流量、密度、速度基本函数和关系等式;结合地面交通流理论,对空中高速性能基导航单层航路建立了航班流模型.再通过对航路航班流速度-密度关系的分析,推导出稳定平衡状态下的流量-密度模型.模型可用于航路流量和容量评估,用其对终端区航班容量进行研究,结果符合相关数据.模型明确了缩减航空器尾流间隔可以提高终端区航路流量.     

基于改进的禁忌搜索算法的机场场面优化研究

对跑道和滑行道进行联合优化有助于提高机场现有的硬件与软件资源的使用率,缓解航班延误.首先综合考虑滑行的相关规定以及跑道放行间隔的约束,以所有航空器滑行时间最小为目标函数,构建基于机场基本元素布局的场面滑行道与跑道联合优化模型;其次针对遗传禁忌搜索算法的特点和场面运行实际情况改进了遗传禁忌搜索算法,并以此求解该优化模型;最后以南京禄口国际机场为例,将改进的遗传禁忌搜索算法所得最优解与实际运行数据进行比较验证模型的优化性.     

应用遗传算法求解航班恢复问题

航班调度系统易受天气等因素的影响,导致航班延误甚至取消,给航空公司和旅客带来巨大损失.针对某机场由于天气原因需要临时关闭这一问题,,综合考虑航班延误,飞机置换和旅客的行程信息,以旅客的总体延误时间最短为目标函数,建立了旅客滞留航班恢复模型.根据面向对象的编程思想设计了航班调度算法并耦合遗传算法对模型进行求解.基于较大规模的航班和旅客数据对模型和算法进行了验证,得到了合理的航班恢复方案.     

错列平行双跑道容量评估模型研究

为给错列平行双跑道优化运行给出建议,介绍了平行双跑道的定义和种类:分析了平行双跑道容量影响因素、运行模式、航班流特性,针对航班流均相关且进港航空器按照相关平行进近运行的情况,结合经典时空图,建立了错列平行双跑道均混合运行时的容量评估模型.通过归类统计分析和编程的方法对模型进行实例验证计算.计算结果与管制员实际估算结果相匹配.     

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.     

基于优先级的进离港航班排序优化问题研究

研究机场终端区进离港航班排序优化问题,对于提高跑道利用率以及降低航班延误损失具有重要意义。本文首先考虑航班运行方式(降落和起飞)、飞机类型以及航班的重要程度(航程是否连续)的不同所造成延误损失的不同,设计三维优先级表反映调度优先等级,并将其转化为延误成本系数。其次,为实现调度的公平性和减轻管制人员的工作负荷,设置允许延误的航班架次约束、邻边约束以及最大限制位置约束。再次,以最小化航班总延误成本为目标建立模型,提出相应的改进蚁群算法(GJAC)进行求解。最后通过数值实验验证所提算法在考虑调度优先等级及上述约束条件的同时能有效减少进离港航班队列的总延误成本。     

IBM journey management library: an arena system for airport simulations

Airline passenger terminal congestion caused by increasing passenger traffic results in unsatisfactory levels of customer service. We discuss a simulation modelling tool to help airlines and airports to use advanced technology to improve service to passengers. The tool consists of custom designed, reusable modules that represent the most common airline and airport system data, logic and processes. A model of an actual airline operation based on this approach is described.     

基于随机Petri网的航空货运出港系统分析

航空货运出港作业是影响航空货运速度的重要环节。本文根据航空货运出港流程建立了出港系统的随机Petri网模型(SPN)和同构的马尔柯夫链(MC)。以国内某枢纽机场航空货站为例,计算了MC的稳定状态概率,分析了系统的运作效率和延时时间,并对提高航空货运出港系统运行效率提出了建议。     

A network model for airport common use check-in counter assignments

The purpose of flight to check-in counter assignments is to assign each flight to specific check-in counters where the airline will provide passenger check-in services. The number of common use check-in counters required for daily operations is an important issue closely related to the airport's level of service and system performance. In this study, a new network model is developed for the optimization of common use check-in counter assignments. The goal is to minimize the number of counters required for daily operations. Numerical tests are performed on data for a major Taiwan airport. The obtained results show that the model performs well.     

A simulation model for aircraft sequencing in the near terminal area

The objective of this study is the development of a simulation model to assist in aircraft sequencing operations in the terminal area. After the definition of the main characteristics of the model, a general structure of a terminal area is considered with a variable number of feeder fixes and alternative paths from the fixes to the runways. The model is designed so as to evaluate different operating policies. A discrete events simulation philosophy, using Fortran as simulation language, is employed. Finally a model application to the Rome terminal area is illustrated. The results obtained show that the model, here presented, is general enough to simulate the terminal area behaviour of any airport.     

How Airlines and Airports Recover from Schedule Perturbations: A Survey

The explosive growth in air traffic as well as the widespread adoption of Operations Research techniques in airline scheduling has given rise to tight flight schedules at major airports. An undesirable consequence of this is that a minor incident such as a delay in the arrival of a small number of flights can result in a chain reaction of events involving several flights and airports, causing disruption throughout the system. This paper reviews recent literature in the area of recovery from schedule disruptions. First we review how disturbances at a given airport could be handled, including the effects of runways and fixes. Then we study the papers on recovery from airline schedule perturbations, which involve adjustments in flight schedules, aircraft, and crew. The mathematical programming techniques used in ground holding are covered in some detail. We conclude the review with suggestions on how singular perturbation theory could play a role in analyzing disruptions to such highly sensitive schedules as those in the civil aviation industry.     

机场任务指派问题的优化方案研究

本文研究了机场任务指派问题,该问题是指将具有特殊属性的任务指派给有限数量的班次。由于机场任务和班次属性的多样性,机场任务指派问题是一个复杂的组合优化问题,属于NP-完全问题。本文以任务完成产生的效益总和最大化为目标建立数学优化模型,提出有效不等式,应用CPLEX软件对实际数据进行求解,结果表明,CPLEX可以在较短时间内对一定规模的算例求得最优解。同时对影响目标函数的四个因素:任务数量、班次数量、班次工作时长和任务属性分别进行分析,通过实际算例测试对比,得出具有指导意义的结论,即根据机场特征分别调整四个因素不仅能够提高机场资源的有效利用率,而且能够提高机场的运行效率和服务水平。