機(jī)場地面等待問題建模及進(jìn)化優(yōu)化研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，空中運輸需求量持續(xù)上升，由此帶來了我國航空運輸業(yè)的興起和快速發(fā)展。由于空中交通流量的激增，我國現(xiàn)有的航空運輸設(shè)備和管理技術(shù)變得難以適應(yīng)；在空中交通流量的高峰期，會出現(xiàn)嚴(yán)重的空中交通擁擠，從而導(dǎo)致航班大面積延誤，造成巨額經(jīng)濟(jì)損失，也給飛機(jī)飛行帶來安全隱患。地面等待策略作為一種緩解空中交通擁擠的有效措施，其實現(xiàn)依賴于合理的問題模型構(gòu)建及其高效求解方法的設(shè)計。本文著重討論機(jī)場地面等待問題，分別針對單跑道和多跑道場景，構(gòu)

2、建了相應(yīng)的問題模型，并設(shè)計進(jìn)化優(yōu)化方法對問題進(jìn)行求解。
　　 首先，建立了一種單跑道地面等待問題的事件驅(qū)動優(yōu)化模型，該模型綜合考慮了航班的延誤成本差異、最大延誤時限等因素；設(shè)計了一種改進(jìn)的自適應(yīng)遺傳算法對模型進(jìn)行求解，該算法對傳統(tǒng)適應(yīng)度函數(shù)形式和初始群體的產(chǎn)生加以改進(jìn)，并針對問題特征定義了交叉算子。通過對算例進(jìn)行仿真驗證，實驗結(jié)果表明上述模型與算法在降低延誤成本和控制航班最長延誤時間方面取得了明顯的優(yōu)化效果。
　　 然后

3、，在單跑道地面等待問題模型的基礎(chǔ)上，建立了一種考慮航班延誤成本差別、續(xù)航航班延誤時間的多跑道機(jī)場地面等待問題多目標(biāo)優(yōu)化模型，以更全面地描述這一問題的特性；提出了一種自適應(yīng)多局部搜索遺傳算法對問題加以求解，算法在不同階段采用不同的局部搜索策略，其中自適應(yīng)定向局部搜索策略使個體的搜索速度根據(jù)個體、最優(yōu)個體以及群體信息進(jìn)行調(diào)整。實驗結(jié)果表明，本文的多跑道地面等待問題模型與算法能夠較好地降低航班延誤費用以及續(xù)航航班延誤時間。
　　 最后

4、，依據(jù)航班的進(jìn)離港過程，提出了一種實時計算航班優(yōu)先系數(shù)策略；并在前述兩種模型的基礎(chǔ)上，建立了一種進(jìn)離港地面等待問題多目標(biāo)優(yōu)化模型，使得延誤損失在進(jìn)離港航班之間的分配合理化；同時，綜合考慮航班的延誤成本差別、最大延誤時限以及續(xù)航航班延誤時間等多種因素，以達(dá)到延誤損失和續(xù)航航班延誤時間的多目標(biāo)優(yōu)化。針對問題模型的復(fù)雜性以及現(xiàn)有多目標(biāo)遺傳算法的不足，提出了一種引入局部搜索機(jī)制的多種群遺傳算法對問題求解，并改進(jìn)優(yōu)秀個體遷移策略，實現(xiàn)多目標(biāo)的協(xié)同