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关于大面积航班延误下停机坪保障调度研究

来源:www.timetimetime.net 时间:2019-10-03 编辑:成功

机场是航空运输的关键节点。为了确保民用飞机的正常载客能力,机场停机坪支持部门需要为民用飞机提供桥梁/客运车辆,穿梭巴士,行李,清洁用品,航空食品和机油。一种服务。近年来,随着大规模航班延误等事件的频繁发生,在上述常规条件下对停机坪保障调度的研究越来越不能满足实际运行的需要。为了研究航班正点率与停机坪保障服务可靠性之间的关系,吴成龙等人的研究。考虑了航空公司机会成本,飞机运营成本和旅客时间成本这三个约束条件,建立了停机坪辅助设备调度模型。 Wu Cheng-Lung Wu等。运用马尔可夫概率统计模型对飞行站服务过程进行仿真,采用蒙特卡洛方法对随机事件的干扰进行仿真,研究随机事件对飞机停机坪保护服务准点率的影响。赵秀利将“加单位”的最小成本作为异常飞行恢复的目标函数,考虑了机组执行任务中值勤时间等约束条件,并通过蚁群算法解决了“单位恢复”问题。包和英根据航空公司交通网络,飞行计划和飞机调度计划的特点,考虑将备用飞机作为异常飞行调度策略,并基于并行贪婪随机自适应搜索算法设计了异常飞行调度。算法。在现有的国内航班延误情况下,相关资源的调度主要集中在飞机和机组人员的调度上,注重个人或当地航空公司的利益,忽略了整体利益和效率,有必要将停机坪对准大型飞机。规模航班延误。保证调度问题,研究如何提高总体停机坪保护调度效率,提高所有航班的准点率,确保所有旅客的正常出行。

大规模航班延误下的1Apron支持调度模型

无线电通信局限制了不同型号的停机坪支持操作的完成时间,并要求所有停机坪支持操作应在指定的时间段内完成。据说参加围裙保护的人员或设备是“设备”。当航班i进入分配给其使用的停车位r时,停机坪保护设备M可以保证其运行。

1.1停机坪保护问题说明

为了在停机坪保护调度模型下构建大规模的航班延误,需要对停机坪保护问题进行以下数学描述:

I:航班的到达顺序,I={1,2,N},按到达时间顺序排列;

i:航班到达序列号,i∈I; TAi:我的航班进入停车位的那一刻;

L:要分配的设备的飞行顺序按到达顺序排列,L={1,2,l},l∈I;

L(j):待分配设备第j次飞行的到达次数;

R:一组停车位R={r,r=1,2,C};

Tr(x,y):保证设备从停车位x转换为停车位y的时间;

φ:I→R,航班到达顺序与停车场编号之间的映射;

Mk:第k个相同类型的设备,k={1,2,K};

h:模型代码,h={1,2,H};

Th:h模式保证操作完成时间;

Thi,k:从飞行i的飞机类型h和支撑设备Mk获得的飞行i支撑设备Mk的服务期限;

Xi,k:将设备Mk分配给航班i时,取1;否则,取0;

Ti,k:设备Mk在航班i上开始维护操作的时间; pi,k:设备i在飞行i时的保证运行时间;

Pk:设备的总工作时间Mk;

Pmax:相同类型的所有防护设备的最大总运行时间;

Di:由于设备支持操作而导致的i航班延误;

d:由于设备支持操作,每次飞行的平均时延。

1.2大规模航班延误下停机坪保障调度模型的构建

航班延误恢复工作要求最少的航班延误次数,并避免了航班延误过长的情况。为了实现上述两个目的,需要飞行保护服务的设备利用率最高,工作量最平衡。因此,以最少的飞行延误次数,最小的总飞行延误时间和各辅助设备的最小工作时间差为目标函数,构建了大规模飞行延误下的停机坪保护调度模型,并进行了停机坪保护调度大规模飞行延误下的问题被转换为要求为飞行分配保护设备。

minNσi=1sign(d)I(1)

minNσi=1sign(d)I(二 - d)2 .(2)

minKσk=1(PMAX-PK)2(3)

S.tΣKk=1xi中,k=1,坌i∈I(4)

的Ti,K + PI,K泰燮钍(5)

tL(j + 1),k=max {TA(Lj + 1),tL(j),k + pL(j),k + tr(φ(L(j)),φ(L(j + 1) ))}(6)

二=MAX {TI,K + PI,K-TAI-氏,K,0} .(7)

PK=TL(L)中,k + PL(L),K-TL(0)中,k(8)

公式(1)需要最少的飞行延迟,公式(2)需要最少的总飞行延迟时间,公式(3)平衡每个安全设备的运行时间。公式(4)保证只为同一航班分配一个保证设备。公式(5)要求,任何保证操作的完成时间都不得超过管理员指定的飞行停机坪支持操作的完成时间(与支持操作的类型无关)。 6)设备Mk开始第j + 1次飞行的保证操作所需的时间是航班到达停车位的较晚时间,以及设备保证前一次飞行并到达停车位的时间。航班位于。 (7)表示由于设备支撑操作而导致的航班延误的时间,公式(8)表示支撑设备Mk的总工作时间。

1.3大面积时延下停机坪支持调度模型的求解算法

分配过程中不会考虑相同类型的安全设备之间的功能差异。减少航班延误的关键是考虑是否需要对停机和正常飞行进行停机坪保护,并将最迫切需要的保护设备分配给最需要保护的设备。通过关于航班i的设备Mk的等待时间和关于设备Mk的航班i的延迟时间,描述了确保设备工作的紧迫性和对保证飞行的强烈需求。

使用WTi,k指示设备Mk的第i次航班的等待时间:

WTi,k=tL(i0),k + pL(i0),k + tr(φ(L(i0)),φ(L(i)))-TAL(i)(9)

如果WTi,k为负,则表明设备早于航班到达时间就可以运行。如果为正,则表示设备晚于航班到达时间准备就绪。等待矩阵中各行的负值越多,完成前一次保证操作的行所对应的设备的趋势就越早于该列中的航班到达时间和工作的紧迫性设备的更大。

使用DTi,k指示设备Mk上的i航班延误时间:

贸工部,K=TI,K + PI,K-TAI-氏中,k(10)

如果DTi,k为负,则表示保证操作的实际完成时间早于支持设备应完成的时间。如果为正,则表示保证操作的实际完成时间晚于支持设备应完成的时间。延迟矩阵中的负值越多,对应于航班的航班的航班担保业务完成的趋势越早于航班担保业务的完成时间,就越能保证对航班的需求。

在此基础上,提出了停机坪辅助设备分配算法。步骤如下:1)进行前K个到达航班(K是保证设备的数量),计算设备的等待矩阵[WT] K×K和飞行延迟矩阵[DT] K×K。 2)计算要分配的设备数和要分配的航班数n:如果[WT] K×K的等待次数为负,则n=[WT] K×K的等待次数为负。否则,如果[DT] K×K具有负等待,则n=[DT] K×K具有负延迟的列数,否则n=K。3)取[WT] K×K负等待的行对前n个设备进行排序并排名,以形成要分配的设备集WM。 4)取[DT] K×K列中前n个航班的负延误数,并形成要分配的航班集合WF。 5)计算不同WM和WF分配方案的∑DT。 6)选择具有最小DT的方案,并分配分配的设备和分配的飞行。 7)确定分配的航班数是否为N:否则,重新执行算法;否则,算法结束。

2实例计算,分析

2.1模型求解参数

以中国发达地区的干线机场为目标,研究了机场大规模延误下的航空食品安全调度问题。该机场有两条跑道,六个围裙和129个停车位(国内41个,国际84个,远处80个)。有一天,机场从上午10:00开始出现航班延误,延误航班数量达到大面积的延误警告线:从10:00开始的40班航班形成了航班到达顺序L;当延误较大时,请使用所有保证有航空食品的车辆(10辆),每辆车辆的保证容量为每分钟0.5吨,并有足够的燃料,驾驶员和员工;设备的初始位置=[2、3、6、5、2、1、7 1、3、2],该数字是停车位的围裙编号;设备的最早工作时间=[10:05、10:00、10:12、10:06、10:03、10:08、10:11、10:12、10:15、10:04];航班到达顺序,到达时间,航空食品需求(吨),型号和办公室定义的航班交付完成时间(分钟)。

为了简化解决方案的复杂性,使用泊车位所在的围裙之间的转换时间(分钟)代替泊车位之间的转换时间,而漂浮食品车在围裙之间的转换时间为通过实际计算得出。

主席团为每种机型定义的机场停机坪支持操作(分钟)分别为40、55、65、75和120分钟。

2.2模型求解结果的比较分析

根据模型求解步骤,求解支撑设备的分配方案,并以先到先服务的方式求解支撑设备的分配方案,即设备的总等待时间(分钟)。两种方案分别是:保证设备的运行效率(时间/小时)和飞行延迟总时间(分钟)。

与FCFS相比,该算法将设备的总等待时间从537分钟减少到279分钟。设备的运行效率从每小时15次提高到每小时18次;设备维护导致的总飞行延迟时间从219分钟减少到219分钟。在30分钟内,航班延误次数从13分钟减少到4次,超过10分钟的航班延误次数从8次减少到1次。单次航班的最大延误时间从55分钟减少到14分钟。

3总结

与FCFS相比,该算法可有效减少设备的等待时间,提高设备的运行效率,减少航班延误和延误次数:

1)考虑到机场的航班延误次数,最大航班延误时间以及辅助设备的工作平衡,建立了大规模航班延误下的停机坪支持调度模型;

2)基于装备等待时间和飞行延误时间,描述了装备运行的紧迫性和强大的飞行防护程度,提出了一种模型求解算法来求解保护装备的分配方案;

3)对比分析表明,基于该算法的算法可以有效地提高保护设备的工作效率,从而大大减少了安全操作造成的飞行延误时间和数量。

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