航空公司航班運(yùn)行調(diào)度模型與算法研究.pdf

1、航班運(yùn)行調(diào)度是指調(diào)度飛機(jī)與安排機(jī)組人員的生產(chǎn)資源配置工作，以落實(shí)航班計(jì)劃的具體實(shí)施。航班運(yùn)行調(diào)度工作一直存在安全與成本的矛盾:首先必須考慮航班運(yùn)行安全因素，使執(zhí)行航班飛行任務(wù)的飛機(jī)能夠按規(guī)定完成例行檢修，且機(jī)組人員值勤的飛行時(shí)間、值勤時(shí)間以及休息時(shí)間嚴(yán)格滿足有關(guān)規(guī)章條例要求;在確保運(yùn)行安全基礎(chǔ)上，需要考慮航班運(yùn)行成本因素，優(yōu)化航班運(yùn)行過(guò)程中的飛機(jī)日利用率與機(jī)組資源利用效率。妥善解決這一對(duì)矛盾對(duì)于航空公司組織生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)、完成生產(chǎn)計(jì)劃，以及實(shí)

2、現(xiàn)飛機(jī)與機(jī)組人員等關(guān)鍵資源的優(yōu)化配置有著至關(guān)重要的意義。為此，本文在詳細(xì)深入分析國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和我國(guó)航空公司運(yùn)行特點(diǎn)基礎(chǔ)上，結(jié)合民航當(dāng)局有關(guān)航班運(yùn)行管理規(guī)章，重點(diǎn)研究航班運(yùn)行調(diào)度過(guò)程中的飛機(jī)排班問(wèn)題和機(jī)組排班問(wèn)題。出于降低問(wèn)題復(fù)雜性、提高航班運(yùn)行調(diào)度計(jì)劃編排效率以及便于局部調(diào)整計(jì)劃考慮，本文將機(jī)組排班問(wèn)題分解成勤務(wù)組編排和機(jī)組輪班兩個(gè)子問(wèn)題分別進(jìn)行研究。
　　關(guān)于飛機(jī)排班問(wèn)題，建立協(xié)同多任務(wù)分配方法，為每一架飛機(jī)指派每天的航班飛行

3、任務(wù)和必要的例行檢修任務(wù)，在確保航班運(yùn)行安全基礎(chǔ)上，提高飛機(jī)日利用率。首先，分析例行檢修約束，構(gòu)建飛機(jī)日利用率優(yōu)化模型。隨后，運(yùn)用分枝定價(jià)算法求解。算法引入檢修節(jié)點(diǎn)、虛擬飛機(jī)源節(jié)點(diǎn)以及剩余飛行時(shí)間的定義，將協(xié)同多任務(wù)分配過(guò)程表示為分區(qū)間的生成飛機(jī)路徑，通過(guò)迭代求解由部分飛機(jī)路徑構(gòu)成的限制主問(wèn)題，以及尋找飛機(jī)路徑以改進(jìn)目標(biāo)值的定價(jià)問(wèn)題，獲得線性松弛問(wèn)題的最優(yōu)解;給出多種分枝方法劃分解空間，以刪除分?jǐn)?shù)解，生成飛機(jī)排班計(jì)劃。最后以實(shí)際航班計(jì)劃

4、為例，驗(yàn)證所提出的模型與算法的有效性。
　　關(guān)于勤務(wù)組編排問(wèn)題，考慮機(jī)組配置多樣性，提出協(xié)同多任務(wù)分配方法，為每一個(gè)航段分配合適的機(jī)組配置，并嚴(yán)格遵循相應(yīng)人員配置的機(jī)組需滿足的編排約束，將航段組織為機(jī)組資源利用效率較高的勤務(wù)組。首先，根據(jù)不同人員配置的機(jī)組需滿足的休息要求，為每一種機(jī)組配置構(gòu)建相應(yīng)的連接網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)由不同連接網(wǎng)絡(luò)生成飛行路徑實(shí)現(xiàn)協(xié)同多任務(wù)分配。其次，建立滿足值勤期限制和飛行時(shí)間限制、優(yōu)化機(jī)組資源利用效率的數(shù)學(xué)模型，使

5、用分枝定價(jià)算法求解。并基于遵循時(shí)間限制因機(jī)組配置不同而各異但有序的特點(diǎn)，提出機(jī)組配置修正算子，以提高算法尋優(yōu)效率。最后，選擇與飛機(jī)排班問(wèn)題相同的算例，驗(yàn)證所給的模型和算法的有效性。
　　關(guān)于機(jī)組輪班問(wèn)題，研究機(jī)組穩(wěn)定性最優(yōu)的輪班計(jì)劃，將勤務(wù)組銜接為機(jī)組人員搭配相對(duì)固定的輪班任務(wù)，以提高機(jī)組人員滿意度。首先，在分析機(jī)組輪班規(guī)則基礎(chǔ)上，為每一個(gè)機(jī)型、基地以及機(jī)組人員崗位職級(jí)構(gòu)建相應(yīng)的連接網(wǎng)絡(luò)，建立以執(zhí)行勤務(wù)組計(jì)劃所需機(jī)組人員數(shù)量最少為