基于改进遗传算法的机组指派优化方法研究

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1、２０１４年１月控制工程Ｊａｎ．２０１４第２１卷第１期ＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆＣｈｉｎａＶｏｌ．２１，Ｎｏ．１文章编号：１６７１７８４８（２０１４）０１０１０６０４基于改进遗传算法的机组指派优化方法研究谭娜，李耀华（中国民航大学航空工程学院，天津３００３００）摘要：针对航空公司机组运行计划编制问题进行了研究，建立了机组指派优化模型，模型不仅考虑机组与航班执行飞机之间在机型、飞行区域等条件上的匹配要求，而且考虑机组成员的满意度。同时，构造了一种改进遗传算法对模型进行求解，算法采用自然数编码，动态自适应调整交

2、叉和变异概率。采用航空公司的实际航班数据进行仿真实例研究结果表明，本文的模型和算法具有良好的可行性。关键词：飞机排班；机组指派；遗传算法中图分类号：ＴＰ２９文献标志码：ＡＳｔｕｄｙｏｎＡｉｒｃｒｅｗＡｓｓｉｇｎｉｎｇＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＩｍｐｒｏｖｅｄＧｅｎｅｔｉｃＡｌｇｏｒｉｔｈｍＴＡＮＮａ，ＬＩＹａｏｈｕａ（ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，ＣｉｖｉｌＡｖｉａｔｉｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００３００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｃｈｅｄｕｌ

3、ｅｄａｉｒｃｒｅｗｐｌａｎｎｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｎａｉｒｌｉｎｅｓｉｓａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆａｉｒｃｒｅｗａｓｓｉｇｎｉｎｇｉｓｓｔｕｄｉｅｄｃａｒｅｆｕｌｌｙ．Ｔｈｅｎａｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆａｉｒｃｒｅｗａｓｓｉｇｎｉｎｇｉｓｓｕｇｇｅｓｔｅｄ．Ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｏｄｅｌｃｏｎｓｉｄｅｒｓｎｏｔｏｎｌｙｔｈｅｍａｔｃｈｉｎｇｏｆａｉｒｃｒａｆｔｍｏｄｅｌ，ａｖｉａｔｉｏｎｒｅｇｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎａｉｒｃｒｅｗａｎｄｓｃｈｅｄｕｌｅｄｆｌｉｇｈｔａｉｒｃｒａ

4、ｆｔ，ｂｕｔａｌｓｏｔｈｅｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎｏｆａｉｒｃｒｅｗ．Ａｓｅｌｆ－ａｄａｐｔｉｎｇｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｓｕｐｐｏｓｅｄｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｍｏｄｅｌ，ｗｈｉｃｈｕｓｅｓｎａｔｕｒａｌｎｕｍｂｅｒｃｏｄｉｎｇ，ａｄｊｕｓｔｓｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙｃｒｏｓｓｏｖｅｒａｎｄｍｕｔａｔｉｏｎｏｐｅｒａｔｏｒｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｄａｔａｏｆａｎａｉｒｌｉｎｅｃｏｍｐａｎｙｓｈｏｗｓｔｈｅｍｏｄｅｌａｎｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｕｇｇｅｓｔｅｄｉｎｔｈ

5、ｉｓｐａｐｅｒａｒｅｆｅａｓｉｂｌｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｌｉｇｈｔｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ；ａｉｒｃｒｅｗａｓｓｉｇｎｉｎｇ；ｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ率这一概念，给出机组延误概率的计算公式及计算１引言方法，以及基于机组延误概率最小的鲁棒性机组配飞机排班是航空公司生产调度中的一项控制性对问题的模型。工作，机组人员排班计划是其中的一个主要内容，本文在文献［６］的研究基础上，借鉴文献［７］的合理、科学地安排机组人员日程表，有利于充分利优化算子，针对机组排班计划编制流程问题进行分用航空公司人力资源，降低运营成本。航空公司就析，

6、着重研究了其中的机组执行任务指派问题，建是要在保证飞行安全的前提下，以最小的成本完成立了机组指派优化模型，在模型中增加了机组满意所有的航班任务。航班在执行过程发生的机组人工度的指标，同时，构造了一种改进遗传算法快速求成本的影响，包括人员待遇、空载成本以及在外过解此模型。夜成本等。从国内来看，由于航空公司前几年规模２机组指派优化模型普遍偏小，因此对生产计划管理工作缺乏重视，计划方式简单、粗放，因而对生产计划管理方面的研２１问题描述究非常有限。近几年来，随着运营规模的扩大，航机组排班是指根据管理当局及航空公司的有关空运输市场的

7、开放，市场竞争不断加剧，航空公司规定，为航班计划中的每一个航班安排飞行员和乘逐渐意识到加强生产计划管理工作的重要性和急迫务员的过程。在能够正常完成公司的航班计划的基性，但是总体来说，关于机组人员排班调度管理方础上，公平、合理的排班结果对于调动工作人员的［１６］面的理论研究还处于起步阶段。文献［４］以机工作积极性、提高工作效率具有重要意义，并可为组成员满意度为基础考虑机组指派问题，但是这又航空公司带来巨大的经济效益。不是完全符合我国航空公司排班情况。文献［５］分由于飞机排班问题规模大、约束条件众多，很析了一个经典的机组配对模

8、型，给出了机组延误概难建立一个模型和算法来求解，一个有效的方法就收稿日期：２０１２１０２２；收修定稿日期：２０１３０５２０基金项目：国家自然科学基金委员会与中国民用航空局联合资助项目（Ｕ１２３３１０７）作者简介：谭娜（１９７６），女，河北保定人，讲师，博士，主要从事复杂工业过程建