机场新增卫星厅对登机口影响的评估方法

为了解决航站楼客流量饱和的问题,采用一种增加卫星厅的方法,实现了旅客分流.基于单目标整数线性规划和多目标优化的方法,分别构建了登机口优化分配网络模型和多目标优化模型.利用登机口优化分配网络算法筛选出所使用的共同登机口,建立了目标函数并列出约束条件,采用目标约束法对建立的模型进行求解.在此基础上,根据目标建模的思想,建立了可供中转旅客总体流程时间最短且使用登机口数量最小的航班-登机口分配模型.利用MATLAB计算可知,利用42个登机口即可实现303架航班的正常运转.     

基于改进SWO算法的机场新增卫星厅对中转旅客换乘紧张度影响

由于旅行业的快速发展,某航空公司在某机场为了缓解原有航站楼T登机口不足的压力增设卫星厅S,但中转旅客换乘的时间可能延长,因此优化分配登机口、分析中转旅客的换乘紧张程度,为航空公司航班规划的调整提供参考依据是十分必要的.将综合考虑分配到固定登机口的航班转场记录数、换乘总体紧张度和登机口使用数量,首先建立了一个多目标整数模型作为理论数学模型;然后,将其转化为更易求解的多层规划模型;最后,利用加入禁忌搜索的改进SWO算法求解,并将传统SWO算法作为比较.结果表明:可最少使用65个登机口分配最多253个转场飞机,此时中转旅客的总体紧张度从新增卫星厅前的98.11增加至358.17,是原来的3.65倍,因此开通卫星厅S后中转旅客换乘失败的风险远高于未开通时.     

航班登机口分配问题的数学建模

登机口作为机场的重要组成部分,其资源利用率直接影响航班服务的效率.针对不同的优先级建立多目标规划模型对航班进行优化分配,采用贪心算法和禁忌搜索算法,结合登机口类型、航班时间的约束,逐次对最大化分配航班问题、最小化中转旅客最短流程时间问题、最小化旅客总体紧张度问题进行建模求解.结果表明该算法不仅提升了求解速度,并且在航班登机口分配问题中展现了较好的综合寻优能力.这对民航机场实现经济效益、提高旅客满意度有一定的参考价值.     

基于改进模拟退火算法的推动式生产-配送协调优化

为减小物资生产与配送不协调造成的成本及生产资源浪费,建立了考虑推动式生产调度的物资配送优化模型,并针对标准模拟退火算法受随机因素影响易陷入局部最优的缺点,设计带有回火与缓冷操作的改进模拟退火算法对模型求解,确定了优化的车辆配送路线以及物资生产计划。对比实验结果表明：相对于单纯的物资配送优化模型,考虑推动式生产调度的配送优化模型,能够有效减小物资滞留时间以及配送延误成本;相较于标准模拟退火算法,改进算法搜索到了更优解,且计算结果的标准差减小了93.42%,稳定性更好;同时,改进模拟退火算法具有较低的偏差率,在中小规模算例中求解质量较高,平均偏差率在0.5%以内。     

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.     

考虑多阶段共用平行机特征的拖轮作业模式优化

在对拖轮调度问题进行分析的基础之上,将拖轮调度问题归结为一类具有多阶段共用平行机器特征的多处理器任务调度问题。建立了考虑靠泊与停泊两阶段、考虑切换时间的拖轮调度优化模型,并设计了启发式规则与模拟退火相结合的混合算法(HSA)求解该模型。通过运用所设计算法求解仿真算例,并将其结果与三种基于现行调度规则的调度方案进行比较,验证了模型与算法的高效性。基于此,对不同拖轮数量状态下的调度研究结果显示,拖轮总作业时间与平均单艘拖轮作业时间二者存在着一定的矛盾性;并指出采用拖轮适时返回停泊基地的作业模式,可有效地降低拖轮作业时间,进而提高有限拖轮资源的利用率,实现节能减排、绿色运输。     

机场新增卫星厅对中转旅客影响的模型和算法

基于"华为杯"第十五届中国研究生数学建模F题中关于机场新增卫星厅对中转旅客的影响问题的研究.通过建立描述登机口与机场航班对应矩阵,采用0-1整型规划模型和基于最优个体保留策略的遗传算法求解航班-登机口分配的最优解,并且将最大化分配航班数、最小化登机口数、以及最小化乘客总体换乘紧张度等优化目标采用加权的方式实现多目标优化,最后得出相对最优解.     

图着色和标号问题的蚁群优化算法

对图着色问题的最大最小蚁群算法进行了改进,测试结果表明算法有效可行.在此基础上,分别设计了求解图条件着色和标号问题的相应蚁群优化算法,并对中国地图的条件着色、三正则图的条件着色、广义Petersen图的条件着色和标号问题进行了求解优化,改进和完善了目前理论研究的结论.     

基于活动延期风险加权时差的资源受限项目调度鲁棒性度量

在项目调度鲁棒性研究中,当活动出现延期风险时,由于各活动性质不同,其延期风险权重也不同,权重越大的活动越有可能影响项目的完工时间。针对资源受限项目调度问题,提出一个基于活动延期风险加权时差的鲁棒性度量新指标。在出现不确定因素干扰时,该指标不仅考虑了活动延期风险权重的影响,同时为实现时差在多个任务之间的共享,还考虑了紧前任务数量的影响。建立一个以加权时差最大化为目标的资源受限项目调度鲁棒优化模型,并针对模型特点,设计了基于禁忌搜索的模拟退火算法。最后,通过算例验证了该度量方式和算法的合理性和有效性,对比分析结果表明所提出的指标优于现有的度量指标,较好地满足了项目调度质量鲁棒性的要求。     

基于实际路网情境的配送车辆调度优化

在实际路网情境下结合车道数、车道宽度、路口信号灯设置等路网物理特性,构建了考虑综合交通阻抗的多车型车辆调度模型,提出了两阶段求解策略:第1阶段设计了改进A-star精确解算法用于计算客户时间距离矩阵;第2阶段针对实际路网的特征设计了混合模拟退火算法求解调度方案。以大连市某配送中心运营实例进行路网情境仿真试验,结果表明:改进A-star算法较改进Dijkstra算法具有更短的路径搜索时间;混合模拟退火算法求解结果较实际调度方案优化了13.1% 的综合成本;路网增流、区域拥堵和路段禁行三类路网情境均能对配送方案的车辆配置、路径选择、客户服务次序、作业时间和违约费用等5方面内容产生干扰,调度计划的制定需要详细考虑这些因素的变化。