基于容流匹配的進離場航班調(diào)度優(yōu)化模型和算法

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1、第47卷第6期2015年12月南Journalof京航NanjingDOI：10．16356／j．1005—2615．2015．06．006空航天大學學報UniversityofAeronautics&AstronauticsV01．47No．6Dec．2015基于容流匹配的進離場航班調(diào)度優(yōu)化模型和算法王莉莉胡畔(中國民航大學空中交通管理學院，天津，300300)摘要：綜合考慮機場的空中等待航班數(shù)量、空域容量、場面容量以及機場起飛需求等約束條件，以可變的優(yōu)先級為調(diào)配手段，以總延誤時問最短為目標函數(shù)，建立了一個新的基于客流匹配的進離場航班調(diào)度優(yōu)化模型。引入合作型協(xié)同進化

2、遺傳算法，設計了用一對代表個體形成合作團體的新選擇方式，有效解決了傳統(tǒng)遺傳算法種群多樣性低、易早熟等問題。仿真結(jié)果表明，該模型能夠在滿足機場容量限制的同時，有效降低航班的總延誤時間。關(guān)鍵詞：空中交通流量管理；合作型協(xié)同進化遺傳算法；進離場航班序列優(yōu)化；容流匹配；代表個體中圖分類號：V355文獻標志碼：A文章編號：1005—2615(2015)060827—06ArrivalandDepartureSchedulingOptimizationModelandAlgorithmBasedonMatchingofTrafficFlowwithCapacityWangLili

3、，HuPan(CollegeofAirTrafficManagement，CivilAviationUniversityofChina，Tianjin，300300，China)Abstract：Throughallocatedmethodsofvariablepriority，anewarrivalanddepartureschedulingoptimi—zationmodelbasedonthematchingofthetrafficflowwiththecapacityisestablishedwithanobjectiveofminimumtotaldelay

4、timesubjecttoconstraints，i．e．，thenumberofflightswaitingintheairport，theairspacecapacity，thesurfacecapacityandthedeparturedemandoftheairport．AnewselectionmethodbasedonthecooperativeCO．．evolutionarygeneticalgorithmisestablishedusingapairofrepre——sentstoformacooperativegroup，whichcaneffect

5、ivelysolvethelowpopulationdiversityandprema—tureoftraditionalgeneticalgorithm．Thesimulationresultsindicatethatthemodelcaneffectivelyre—ducethetotaldelaytimeoftheflightsandmeetthecapacitylimitrequirementoftheairport．Keywords：airtrafficflowmanagement；cooperativeCO—evolutionarygeneticalgor

6、ithm；schedulingopti—mizationforarrivalanddepartureflights；matchingofcapacitywithflow；represents近年來，繁忙機場的擁堵現(xiàn)狀致使航班正點率一直不高。出現(xiàn)擁堵問題的根源在于機場容量與流量需求之問不匹配。在對我國實際運行的流量管理系統(tǒng)的調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，目前著重于通過限制起飛來緩解空中壓力，未能很好地從空中地面容量流量協(xié)調(diào)考慮，沒有最大程度利用機場和空域的資源?；痦椖抠Y助項目收稿日期作者簡介通信作者如何全面考慮空中、地面的容量和流量需求，動態(tài)優(yōu)化調(diào)度航班的起降，在滿足各約束條件的情況下

7、，最大化地利用空域和機場資源是本文研究的重點。學者對于跑道容量優(yōu)化以及針對跑道的進離場航班排序優(yōu)化方面的問題展開了諸多研究，國家自然科學基金委與中國民用航空局聯(lián)合(61179042)資助項目；中央高?；究蒲薪?jīng)費(ZXH2012L005)：2015—08—15；修訂日期：2015—10—15：王莉莉，女，博士，教授。主要研究方向：空域規(guī)劃，空中交通優(yōu)比理論。：王莉莉，E—mail：llwang@carte．edu．cn。828南京航空航天大學學報第47卷Dear[】3于20世紀70年代提出將位置約束法(CRS)應用于航班的優(yōu)化排序問題。Balakri