停機位分配設(shè)計-文檔資料

1、由NordriDesign提供 一種基于網(wǎng)絡(luò)流數(shù)學(xué)模型 的停機位再分配問題Page 2摘要摘要 停機位分配問題是多年來機場管理者需要解決的問題，分配要同時兼顧機場和乘客的利益，同時能提供突發(fā)事件的緩沖區(qū)。本文采用二值整數(shù)流網(wǎng)絡(luò)模型，提出以減少燃油消耗和停機位服務(wù)費用與飛機延誤情況下以及停機位指定分配的停機位再分配模型。實驗結(jié)果表明，本模型可以應(yīng)用到大規(guī)模問題的計算，同時可以進(jìn)行單目標(biāo)決策,也可以根據(jù)權(quán)重來協(xié)調(diào)停機位的分配。Page 3序言 停機位分配是指在考慮機型大小、停機位大小、航班時刻等因素的情況下，在一定時限范圍內(nèi)，由機場生產(chǎn)指揮中心為到港和離港航班指定適宜的登機口，保證航班正常不延誤，

2、為旅客上下航班提供登機口。停機位調(diào)度的主要目的是為航班找到最佳的停機位，來降低對到港或離港旅客造成的不便。許多研究人員都以最大限度地降低運營成本或航空公司業(yè)務(wù)收入最大化來優(yōu)先考慮其模型。有效利用停機位來降低運營成本和提高乘客的滿意度是非常重要的。因此，登機口的最佳調(diào)度分配策略主要圍繞以下幾個目標(biāo): 盡量減少到港或離港旅客總行走距離; 盡量減少轉(zhuǎn)機旅客總行走距離; 最大限度地減少飛機停在遠(yuǎn)機位; 停機位利用率最大化; 最大限度地讓某些飛機停在指定的停機位等。Page 4序言 曾有國內(nèi)學(xué)者根據(jù)以減少飛機燃油消耗費和停機位服務(wù)費用來優(yōu)化停機位分配問題，使得分配結(jié)果更佳，但卻和國內(nèi)外很多學(xué)者一樣，只考

3、慮了一兩個方面，沒有進(jìn)一步對更多的問題進(jìn)行研究，所以本文會在其研究基礎(chǔ)上進(jìn)行深一步研究，實現(xiàn)一種基于網(wǎng)絡(luò)流數(shù)學(xué)模型的停機位的再分配，以進(jìn)一步完善停機位分配模型。 此次將從兩個方面對停機位的分配進(jìn)行研究,一個是兼顧機場和乘客利益以優(yōu)化燃油消耗成本和停機位費用為目標(biāo)，另一個則是以為了提供突發(fā)事件的緩沖區(qū)而對停機位之間的空閑時間均勻化為優(yōu)化目標(biāo)。Page 5機場停機位指派模型1、條件假設(shè)、條件假設(shè) 在模型建立之前，先提出下面兩個假設(shè)條件:（1）容量滿足假設(shè)容量滿足假設(shè): 在停機位分配優(yōu)化前機場的航班量和時間分布保持在機場容量許可范圍內(nèi)，即在任何時刻，總可以為任一航班分配一個停機位，盡管不是最優(yōu)但一定

4、是可行的。（2）信息完備假設(shè)信息完備假設(shè): 在某一個工作日開始之前，制定決策所必需的航班計劃、機場資源等信息是完備的和已知的。Page 6機場停機位指派模型2、網(wǎng)絡(luò)流模型、網(wǎng)絡(luò)流模型圖 1 登記口的分配問題的網(wǎng)絡(luò)流模型Page 7機場停機位指派模型2、網(wǎng)絡(luò)流模型、網(wǎng)絡(luò)流模型（1）節(jié)點節(jié)點S為源節(jié)點;T為終節(jié)點;Y為過濾節(jié)點；Ai為航班到港時刻，對于節(jié)點iF;Di為航班離港時刻，對于節(jié)點iD。（2）弧流入弧服務(wù)弧流出弧反饋弧Page 8機場停機位指派模型2、網(wǎng)絡(luò)流模型、網(wǎng)絡(luò)流模型目標(biāo)函數(shù)：minZ=iFkK*ck+fifc/fs(dk1+dk2)(Xksi +jDlnjiXkji) + k*i

5、(Xksi+jlnjiXkji)Ti - K*i(Xksi+jlnjiXkji)Ti/n(2/n) 目標(biāo)函數(shù)中，公式的第一項表示燃料的燃燒成本和停機位服務(wù)費用； 公式的第二部分表示停機位之間空閑時間均勻規(guī)劃的公式 表示數(shù)量級之間的轉(zhuǎn)換，使公式前后具有相同數(shù)量級，消除絕對性偏向問題；（，）表示不同的權(quán)重值，+=1.Page 9機場停機位指派模型2、網(wǎng)絡(luò)流模型、網(wǎng)絡(luò)流模型約束條件Page 10機場停機位指派模型n 第一個約束方程表示到達(dá)節(jié)點的流守恒。n 第二個約束方程表示離開節(jié)點的流守恒。n 第三個約束方程表示對于單位流服務(wù)弧的約束，只允許一個單位通過服務(wù)弧流向停機位k。n 第四個約束方程是變量的

6、二值約束條件。n 第五個約束方程是對飛機的指定機位分配。2、網(wǎng)絡(luò)流模型、網(wǎng)絡(luò)流模型Page 11實例分析 以國內(nèi)某樞紐機場的某一天具體航班時刻表為例，選擇某個時間段在這個時間內(nèi)空閑的5個停機位對20個即將到達(dá)的航班（表1）按照上述模型進(jìn)行分配，通過編程進(jìn)行求解。 并分別賦予（，）值為（0.5,0.5），且 賦予=100進(jìn)行數(shù)量級差異消除。 航班開始使用機位時刻Ai，結(jié)束時刻Di；模型中各參數(shù)見表2；飛機燃料燃燒情況見表3。Page 12實例分析表1 航班時刻表航班號到港時刻( Ai)離港時刻( Di)機型16:308:30B73726:508:30B73939:4510:45B739410:1

7、512:00B738511:4512:45A320612:2013:40B738712:3013:20B738813:3015:20B738913:4015:10B7371015:0516:20B7381117:3018:50A3201217:4019:00B7391317:3018:40B7371418:2019:40B737Page 131520:3022:00B7381621:1022:30B7391722:2024:00A3201822:3024:00B7371923:0024:00B7392023:3024:00A320Page 14實例分析Page 15實例分析Page 16程序編

8、譯#include stdafx.h#include stdio.h#include string.h#include iostream#include HBan.h#include math.hint main(int argc, char* argv) GW GW5=2450,12804.64,15090.08,3600,12664.18,14850.09,5800,12521.34,14771.65,4750,12395.92,14559.48 ,3950,12135.93,14109.85; int TimeCompare(HB a,int n);int i,j;double Sa=0

9、.5;int p=0;double M=87759; HB b20; HB a20=630,830,B737,0.109,1,3,4,5,0,120,650,830,B739,0.113,2,5,0,0,0,100,945,1045,B739,0.113,2,5,0,0,0,60,1015,1200,B738,0.113,3,4,0,0,0,45,1145,1245,A320,0.113,2,3,4,5,0,60,1220,1340,B738,0.113,3,4,0,0,0,80,1230,1320,B738,0.113,3,4,0,0,0,50,1330,1520,B738,0.113,3,

10、4,0,0,0,110,1340,1510,B737,0.109,1,3,4,5,0,30,1505,1620,B738,0.113,3,4,0,0,0,75,1730,1850,A320,0.113,2,3,4,5,0,80,1740,1900,B739,0.113,2,5,0,0,0,80,1730,1840,B737,0.109,1,3,4,5,0,70,1820,1940,B737,0.109,1,3,4,5,0,80,2030,2200,B738,0.113,3,4,0,0,0,90,2110,2230,B739,0.113,2,5,0,0,0,80,2220,2400,A320,0

11、.113,2,3,4,5,0,100,2230,2400,B737,0.109,1,3,4,5,0,90,2300,2400,B739,0.113,2,5,0,0,0,60,2330,2400,A320,0.113,2,3,4,5,0,30;Page 17程序編譯Page 18程序編譯Page 19實例分析據(jù)編程求解到及機位最終分配結(jié)果如表五所示。 此算法由于是窮舉算法，則能求得426496種方案，上述結(jié)果則是最優(yōu)方案。Page 20深度研究 本文研究的角度是建立在一種已存模型上的，雖然對原有模型進(jìn)行了深一層的研究，使得模型更佳，但卻還有很多因素沒有考慮到，后續(xù)還需進(jìn)一步研究以完善停機位分配模型： （1）停機位利用率平均分配模型 每個停機位的利用率應(yīng)該盡量相同