航空公司航班運行調度模型與算法研究.pdf

1、航班運行調度是指調度飛機與安排機組人員的生產資源配置工作，以落實航班計劃的具體實施。航班運行調度工作一直存在安全與成本的矛盾:首先必須考慮航班運行安全因素，使執(zhí)行航班飛行任務的飛機能夠按規(guī)定完成例行檢修，且機組人員值勤的飛行時間、值勤時間以及休息時間嚴格滿足有關規(guī)章條例要求;在確保運行安全基礎上，需要考慮航班運行成本因素，優(yōu)化航班運行過程中的飛機日利用率與機組資源利用效率。妥善解決這一對矛盾對于航空公司組織生產運營、完成生產計劃，以及實

2、現(xiàn)飛機與機組人員等關鍵資源的優(yōu)化配置有著至關重要的意義。為此，本文在詳細深入分析國內外研究現(xiàn)狀和我國航空公司運行特點基礎上，結合民航當局有關航班運行管理規(guī)章，重點研究航班運行調度過程中的飛機排班問題和機組排班問題。出于降低問題復雜性、提高航班運行調度計劃編排效率以及便于局部調整計劃考慮，本文將機組排班問題分解成勤務組編排和機組輪班兩個子問題分別進行研究。
　　關于飛機排班問題，建立協(xié)同多任務分配方法，為每一架飛機指派每天的航班飛行

3、任務和必要的例行檢修任務，在確保航班運行安全基礎上，提高飛機日利用率。首先，分析例行檢修約束，構建飛機日利用率優(yōu)化模型。隨后，運用分枝定價算法求解。算法引入檢修節(jié)點、虛擬飛機源節(jié)點以及剩余飛行時間的定義，將協(xié)同多任務分配過程表示為分區(qū)間的生成飛機路徑，通過迭代求解由部分飛機路徑構成的限制主問題，以及尋找飛機路徑以改進目標值的定價問題，獲得線性松弛問題的最優(yōu)解;給出多種分枝方法劃分解空間，以刪除分數(shù)解，生成飛機排班計劃。最后以實際航班計劃

4、為例，驗證所提出的模型與算法的有效性。
　　關于勤務組編排問題，考慮機組配置多樣性，提出協(xié)同多任務分配方法，為每一個航段分配合適的機組配置，并嚴格遵循相應人員配置的機組需滿足的編排約束，將航段組織為機組資源利用效率較高的勤務組。首先，根據(jù)不同人員配置的機組需滿足的休息要求，為每一種機組配置構建相應的連接網絡，通過由不同連接網絡生成飛行路徑實現(xiàn)協(xié)同多任務分配。其次，建立滿足值勤期限制和飛行時間限制、優(yōu)化機組資源利用效率的數(shù)學模型，使

5、用分枝定價算法求解。并基于遵循時間限制因機組配置不同而各異但有序的特點，提出機組配置修正算子，以提高算法尋優(yōu)效率。最后，選擇與飛機排班問題相同的算例，驗證所給的模型和算法的有效性。
　　關于機組輪班問題，研究機組穩(wěn)定性最優(yōu)的輪班計劃，將勤務組銜接為機組人員搭配相對固定的輪班任務，以提高機組人員滿意度。首先，在分析機組輪班規(guī)則基礎上，為每一個機型、基地以及機組人員崗位職級構建相應的連接網絡，建立以執(zhí)行勤務組計劃所需機組人員數(shù)量最少為