硕士论文-飞机排班算法的研究与实现

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1、硕士论文-飞机排班算法的研究与实现南京航空航天大学硕士学位论文飞机排班算法的研究与实现姓名：于海波申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：夏洪山20070101南京航空航天大学硕士学位论文摘要民航飞机排班问题是航空公司生产运营过程中的一项重要工作，其解决的好坏直接影响到航空公司的安全和效益。因此，在目前民航信息化的大背景下，如何使用合适的算法实现飞机排班的计算机化，并合理有效的进行飞机排班，是国内航空公司提高竞争力和成本控制的重要内容。本文将进化算法引入飞机排班问题，研究并实现了基于离散型粒子群算法的飞机排班系统。论文首先分析了飞机排班的基本过程，给出了飞

2、机排班的基本数学模型以及在多种因素限制下的数学模型。在分析目前几种典型飞机排班算法特点的基础上，对其性能进行了分析对比。考虑到各种算法的优缺点和飞机排班问题本身的各种特点，本文选择了在解决组合优化问题方面具有较好效果的离散型粒子群算法对排班过程进行优化，并着重研究了飞机排班（FleetAssignment）算法的实现技术。根据目标函数建立飞机排班的算法数学模型，利用离散型粒子群算法对其进行优化。首先，根据飞机排班问题的属性以及各种限制和约束，定义了离散型粒子群算法中对应的各个参数和进化过程中的运算规则，通过航班节交换操作来产生运动过程中粒子在各个维度上的速度，同时通过

3、引入排斥算子增加粒子的多样性，以保持个体的进化能力。然后建立了基于离散型粒子群算法的飞机排班模型，并讨论了基于离散型粒子群算法的飞机排班的流程、系统基本构成和各个功能模块的设计与实现。本文最后对系统性能进行了分析和评估，并提出了进一步改进建议。关键词：飞机排班，组合优化，离散型粒子群算法i飞机排班算法的研究与实现ABSTRACTFleetAssignmentisoneofthemostimportantpartsofthemanagementofAirlineCompany.Theresultoftheassignmentdirectlyaffectstheprofi

4、tofthecompany.Therefore,howtoautomatethefleetassignmentusingappropriatealgorithmandsolvingthefleetassignmentproblemmorereasonableandeffectivelycomestobeanimportantjobofdomesticairlinetoenhancecompetitionandtocontrolcost.ThisthesisintroducesDiscreteParticleSwarmOptimizerDPSOAlgorithmtoso

5、lvethefleetassignmentproblem.Firstly,thecharacterizationofthefleetassignmentisanalyzed.Thenitpresentsthebasicmathematicalmodelofthefleetassignmentproblemandsomeothermathematicalmodelswithdifferentconstraints,andespeciallytherealizationtechnologyoffleetassignment.Thenthethesisanalyzessev

6、eraltypicalalgorithmswhichhavebeenusedtosolvethefleetassignmentproblemandcontrastthemwitheachother.Inconsiderationofthedatasizeandtheconstraintsoffleetassignmentproblem,wechoosetheDPSOalgorithmwhichhasbeenusedtosolvemanyCombinatorialOptimizationproblemsandwasprovedtobeeffectively.Firstl

7、y,wedefinetheparametersandtheoperatingprinciplesofDPSOalgorithminviewoftheattributesandconstraintsofthefleetassignmentproblem.Thenwemakeuseoftheflight-swappingoperationtogeneratethespeedofparticleineverydimension,andintroducetherepulsionoperatortomaketheparticlemorevariousandke