基于运行安全的停机位再分配问题研究

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1、第32卷第1期2014年2月中国民航大学学报JoURNALoFCⅣⅡ。AVIATIONI"ⅡVERSITYoFCH卫呵AV01．32No．1Febmary2014基于运行安全的停机位再分配问题研究刘长有，曹强(中国民航大学空中交通管理学院，天津300300)摘要：分析了基于运行安全的停机位再分配问题。首先，在该多目标优化问题中考虑了3个目标函数，即分配到停机坪的航班数量最少、停机位分配的扰动最小和停机位被占用时间均衡。然后在停机住再分配模型中引入了安全性约束以避免潜在的航班双推冲突，并采用粒子群遗传算法对问题进行优化求解。最后，结合算例分析．检验了模型和

2、算法的有效性。关键词：机场停机位；最优化；再分配；粒子群遗传算法中图分类号：V351：TPl8文献标志码：A文章编号：1674—5590(2叭4)01一0015一04Ongaterea鲻ig砌entforaircraftbasedonoperationalsafbtyLIUChong-you，CAoQ洒。g(co如ge旷A扣晰c懈脚m，cA眦，死耐讯300300，吼i加)Abstract：Gatereassignmentforaircraftbasedonoperationalsafetyisresearched．First，threeobjective

3、sareproposedasfollowingtheminimizationofnightsass唔nedtotheapmn，thedisturbanceofairpongatesandthenon—balanceofgateutilizationmtio．Thenasafetyrestmintisintmducedintothemodelofgatereassignmentand山eparticleswa珊geneticalgorithmisappliedtosolvethemodel．FinaUy，anexamplewithther℃alisticd

4、ataisimplementedtoshowthevalidityofthemodelandthealgorithm．1【eywo“Is：airportgate；optimization；reassignment；particleswa肋geneticalgorithm按照航班计划合理地分配停机位，是提高机场运行效率的重要途径。当发生航班延误时，则需要在停机位预分配优化方案的基础上进行动态调度，即需考虑停机位的再分配问题。在停机位分配优化问题的研究中，主要是以旅客行走距离最小、停机位的空闲时间最小、近机位的使用率最大等为目标函数进行建模，并采用排序算法、

5、遗传算法和禁忌搜索等算法进行优化㈣。这些研究对停机位的预分配计划考虑的比较完整，但没有考虑对航班延误应急处理的停机位再分配问题，并且仅考虑了运行效率问题，而没考虑运行安全问题。文献[6]采用禁忌搜索算法研究了停机位的再分配问题，文献【7】在停机位分配中引入避免航班双推冲突的安全性约束，初步研究了兼顾运行安全和运行效率的停机位分配优化问题。本文则在上述研究的基础上，研究了避免双推冲突的停机位再分配问题，即在对航班延误应急处理的停机位再分配问题中，仍然考虑安全性约束以避免潜在的航班双推冲突。1数学模型假设有M个停机位，在一段时间r内，有Ⅳ架航班要进行停机位分

6、配，已知航班的预计进离场时间、地面活动时间及机型大小信息。1．1目标函数分析1)停机位被占用时间的均衡性航班在停机位停留时间为f*=q—diV后∈MVi∈Ⅳ‰=1(1)式(1)表示航班i在停机位尼的停留时间。如果近机位资源总体使用不均衡，那么是对停机位资源的浪费，从而函数为‘：兰f兰k1‘仁l＼^=1(2)其中：‘为飞机占用停机位总时间的平方和。min‘使得机位占用时间尽量均衡。收稿日期：2012—12—10；修回日期：2013—02—25基金项目：国家自然科学基金项目(60979007)作者简介：刘长有(1956一)，男，河北卢龙人，教授，博士，研究方

7、向为繁忙机场运行管理与调度优化．一16一中国民航大学学报2014年2月2)航班机位分配的扰动眭如果有航班延误或者取消，原有的机位分配将会被打乱，需要再分配停机位。若再分配时，又被分配到原来机位，则变量溉=O，否则麓=l。从而函数为Iv疋=艺簟(3)i=】其中：只为受扰动的航班数。minE使停机位再分配时所受到扰动性最小。3)分配到停机坪的航班数最少当航班密度较大时，可能会出现部分航班被分配到停机坪的情况，从而导致旅客的满意度被降低，所以有必要将分配到停机坪的航班数量尽量减少作为优化计算的目标。如分配到停机坪，则变量p产l；如果可分配到一个停机位，则p。=

8、0。从而函数为_】v玛=艺p。(4)仁l其中：E为分配到停机坪上的航班数。min