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《航空公司不正常航班恢復(fù)模型及算法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、南京航空航天大學(xué)博士學(xué)位論文航空公司不正常航班恢復(fù)模型及算法研究姓名：趙秀麗申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：交通運輸規(guī)劃與管理指導(dǎo)教師：朱金福2010-06南京航空航天大學(xué)博士學(xué)位論文摘要惡劣天氣、飛機故障、空中流量控制等外界條件的不確定性常常造成航班計劃不能正常執(zhí)行，航班不正常對旅客造成了很大的不便，也成為航空公司提高服務(wù)質(zhì)量，降低運營成本的一大障礙，不正常航班計劃恢復(fù)正是針對這一問題提出的。不正常航班計劃恢復(fù)問題是一個實時大規(guī)模整數(shù)規(guī)劃問題，其變量和約束條件復(fù)雜，目前能夠滿足航空公司實踐需要的研究成果很少。由航空公司資助開發(fā)的航班計劃恢復(fù)算法，具有保密性和專用性，而且不同航空
2、公司的運作機制具有很大差異，目前還沒有商業(yè)化的軟件供航空公司使用。我國對不正常航班計劃恢復(fù)問題的研究處于起步階段，航班計劃恢復(fù)工作依然是由簽派人員手工完成，很難在較短的時間內(nèi)實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。本文的目的就是采用數(shù)學(xué)方法描述和求解不正常航班計劃恢復(fù)問題。本文的主要研究工作包括以下幾個部分：1）取消航班問題。取消航班是不正常航班計劃恢復(fù)過程中經(jīng)常遇到的一個調(diào)度問題：給出多個建議的取消航班起點和終點對，求最優(yōu)的取消航班路徑。將Floyd-Warshall算法應(yīng)用到取消航班問題中，為取消航班設(shè)計了求解算法，使簽派人員在取消航班決策時能夠快速有效的獲得優(yōu)化方案。2)飛機路線恢復(fù)問
3、題。飛機路線恢復(fù)問題是典型的資源指派問題，本文從目標(biāo)函數(shù)、約束條件兩個方面改進資源指派數(shù)學(xué)模型。構(gòu)造了兩個不同的目標(biāo)函數(shù)，一是旅客延誤時間最小，二是航空公司損失最小。旅客延誤時間最小目標(biāo)函數(shù)中引入了延誤權(quán)重因子，在保證總延誤時間最短的情況下克服了少數(shù)航班被分配長時間延誤的不足；航空公司損失最小目標(biāo)函數(shù)改變了以往延誤成本的計算方法，并首次引入了旅客失望溢出成本的概念。約束條件增加了機場設(shè)施和天氣條件對飛機的起降約束、不出現(xiàn)超售、定檢約束和重要航班優(yōu)先執(zhí)行。提出了逐延誤指派算法對模型求解，逐延誤指派算法按照簽派人員調(diào)整航班的思路啟發(fā)式地恢復(fù)飛機路線，可快速獲得問題的可行解。案
4、例測試顯示，該算法能夠獲得比簽派人員手工調(diào)整優(yōu)化、高效的恢復(fù)方案。3)機組恢復(fù)問題。機組是航空公司除飛機以外的第二個重要資源，在飛機路線恢復(fù)完成后，如果機組無法到位，航班會依舊延誤。機組恢復(fù)就是給完成了飛機指派的航班分配合適的機組。本文為機組恢復(fù)問題構(gòu)造了數(shù)學(xué)模型，以加機組使用成本最小為目標(biāo)函數(shù)，充分考慮了機組執(zhí)行任務(wù)的約束條件，采用蟻群算法對模型求解，在蟻群算法中引入螞蟻種類參數(shù)對蟻群算法改進，使之適合機組恢復(fù)問題的求解需要。案例測試顯示，設(shè)計的模型和算法能夠滿足機組恢復(fù)的實際要求。i航空公司不正常航班計劃恢復(fù)模型及算法研究4)一體化航班計劃恢復(fù)問題。目前求解航班恢復(fù)問
5、題，采用的是分階段方法：首先恢復(fù)飛機路線，然后是機組路線，最后將受影響的旅客重新指派到相應(yīng)的航班上。一體化航班恢復(fù)是針對這幾個問題的綜合恢復(fù)，目前還沒有能夠在計算機上實現(xiàn)。一體化航班恢復(fù)屬于大規(guī)模數(shù)學(xué)規(guī)劃問題，本文給出了描述一體化航班恢復(fù)問題的數(shù)學(xué)模型，由于問題規(guī)模較大且變量和約束條件復(fù)雜，直接求解無疑是困難的，采用Benders’分解算法對模型求解，將一體化航班計劃恢復(fù)問題分解為一個限制主問題和三個子問題，限制主問題是航班時刻表恢復(fù)問題，子問題分別是飛機路線恢復(fù)、機組恢復(fù)和旅客路線恢復(fù)問題。給出了各個子問題和對偶問題的數(shù)學(xué)表達，求解子問題及對偶問題，將產(chǎn)生的可行割或優(yōu)化
6、割反饋回限制主問題，迭代直到獲得主問題的最優(yōu)解。給出了算法的詳細求解步驟并編碼實現(xiàn)。最后案例測試顯示算法能夠?qū)崟r地給出較為滿意的結(jié)果。關(guān)鍵詞：航空公司，不正常航班，計劃恢復(fù)，建模，算法ii南京航空航天大學(xué)博士學(xué)位論文AbstractBadweather,aircraftfailures,airtrafficcontrolandotherexternalconditionsofuncertaintyoftenresultedinthenormalflightschedulescannotbeimplemented,irregularflightscausemuchincon
7、veniencetothepassengers,andithasalsobecomeanobstacletotheimprovingservicequalityandreducingoperationalcostsforairline,theirregularflightrecoveryismadetosolvethisproblem.Irregularflightrecoveryisareal-time,large-scaleandintegerprogrammingproblem,ithascomplexvariables
