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.     

机队运力配置和USApHMP问题的联合决策模型与算法

针对USApHMP (无容量限制的单分配枢纽网络设计)方法忽略了航空公司航线运力配置决策对单位客流量成本的影响问题,以枢纽机场选址、确定枢纽与非枢纽连接关系、航线机型及其频次选择为决策变量,综合考虑各城市对市场需求量、航线最大飞行频次、机队可用飞行时间等限制因素,以实现航线运力配置成本和枢纽设置成本最小化为目标函数,建立航线机型匹配及频次选择问题和USApHMP问题的联合决策优化模型,设计遗传算法进行求解.算例分析表明:考虑4种机型、10个城市和90个城市对的情况,与传统枢纽网络设计方法相比,联合决策模型的网络总成本降低了9.39%,且航线最大飞行频次是影响枢纽网络设计方案的重要因素.     

多机型航班恢复问题研究

主要研究了基于航班延误时间最短的航班行程规划问题,分别建立了最基本的多机型航班恢复问题模型、考虑旅客行程重新规划的航班恢复问题模型.在约束条件下,先在单机型航班恢复的基础上考虑多机型航班恢复,最后考虑基于飞机载客量的多机型航班恢复.构建时空网络模型,结合改进的分支定界法和启发式算法,确定筛选范围,调整不同的影响范围,达到较优的结果.对于多机型航班恢复问题,得到航班总延误时间为12850分钟.接着分析考虑飞机载客量的多机型航班恢复问题,分析建立的模型得到航班总延误时间为约1886650分钟.建立的模型有较好的鲁棒性,且具有较好的实用性.     

航班恢复规划的数学建模

针对第十四届全研究生数学建模竞赛C题的航班恢复规划问题展开研究,将多机场问题简化为双机场航班重排问题,研究了中枢机场应急关闭之后航班的规划.首先,建立了单一机型的航班恢复模型,通过飞机置换使该机型航班航班延误总时间最小.然后,引入多机型及不同机型交换成本,建立多机型,双机场的类时空网络模型,并引入航班串的概念,进一步减小航班重排后的整体延误时间.最后,增加旅客总体延误时间的考虑.进一步考虑航班之间不同机型交换带来的影响,将计划起飞时间位于18:00到22:30的航班,在21:00到22:30时间段中进行重新排列.通过Lingo计算包括航班延误,航班取消和飞机置换的方法所有航班的最小化延误.     

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.     

航线优化的随机动态规划模型

航空公司在给定的运力和机队配置条件下,如何适应航线需求的不断变化而合理地分配运力,使航空公司的经营效益最大化是我国航空经营管理的一个重大课题.根据航班效益分析,在一定的经营时间,航行班次的条件下,建立一个航线贡献最大化的含有随机变量的动态规划模型.求解方法是先用M ON TE C ARLO方法计算机仿真把模型转化为非线性的整数规划.再用动态规划中资源分配算法求出模型的最优解,编排最优各航线规划.     

航线联盟下航空货运网络枢纽点选址问题研究

本文研究航空联盟下航空货运网络的枢纽点选址问题(HLP),基于枢纽点的数量及位置随机与容量的限制。首先引入航线联盟选择概率函数,确定不同航段上的航线自营运输或外包运输的概率;其次根据选址中心法则,以网络总成本最小化为目标,建立枢纽点选址模型;再次采用改进的免疫混沌遗传算法求解模型;最后,以顺丰航空公司案例进行实例分析。结果表明:1)本文改进的算法较免疫混沌遗传算法并与免疫遗传算法及CPLEX结果对比,发现本文设计的算法有较强的收敛性和计算速度,且计算结果与CPLEX求解器求解结果相差不大;2)枢纽点数量不确定时,枢纽点的位置多集中在东部城市;3)航空公司选择联盟环境可以大大降低运营成本,航空公司为提高自身利润,应考虑加入联盟,从而降低自身成本。     

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.     

基于序贯决策的航班恢复方法

针对枢纽机场临时关闭后的航班恢复问题,提出了一种新的调度方法,为实时航班恢复提供了新思路.通过重新定义恢复操作,将多变量复杂约束的航班规划问题转化为约束条件简单的序贯决策问题.新方法以原始航班计划为基础,按时间顺序对各时刻的机场起降航班流量约束进行冲突消解.在每一决策时刻,推理计算各航班推迟成本,优先安排成本高的航班起降.测试用例表明,新方法能够为繁忙枢纽机场临时关闭后的多机型航班恢复问题快速地给出最优调整方案.将模型拓展应用于飞机旅客一体化恢复问题,也能够迅速获得调整方案.     

基于灰色层次分析法的航空公司机型适应性综合评价研究

运用灰色层次分析方法,对航空公司飞机机型评价过程中的几个相关因数进行了系统分析,建立了一种定量的机型综合评价模型.目的在于为航空公司进行正确的飞机选型,降低运营风险提供技术支持.通过实例分析,论证了建立的模型是可行和实用的.