不正常航班及其调度问题数学建模论文

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1、1不正常航班及其调度问题一、摘要本文构建了以延误成本最小最短为目标函数的航班恢复模型航空公司可以根据需要选择不同的目标函数细分了延误成本并采纳了旅客失望溢出成本和失望溢出率概念采用启发式方法并调用匈牙利算法对模型求解给出了算法的运行步骤并与问题一及问题二的初步分析作比较说明了模型和算法的可行性关键词:不止常航班调度航班延误旅客失望溢岀成本匈牙利算法二、问题的提岀随着国民经济的高速发展和航空运输市场需求量的不断增长国内各家航空公司相应加大了运力的投入。目前我国空中交通流量分布不均衡起降架次排名前十位机场的总

2、起降次数占到全国总起降次数的一半以上京、沪、穗机场到达终端区和华东部分区域空中交通容量己基木处于饱和状态致使航班延误不断增加给航空运输企业和旅客带来了不小的直接和间接经济损失。航空公司之间的竞争H益剧烈如何在不正常情况下实吋地对航班进行调度对飞机、机组人员进行重新优化指派对旅客行程进行优化安排对增加航空公司利润和提高竞争力显得尤为关键。本文由航空公司给出的不正常航班及其调度简化模型以及部分飞机飞行路线、时间、可交换机型、飞机延误、机场关闭等数据通过个人查找资料以及给出的赔损措施设计合理的航班恢复计划使航空

3、公司在出现不正常的航空问题时可以及时使对外亏损减到最小。问题一航班ZLXY在1300-1500以及ZGKL在1900-2100被迫关闭两个小吋的情况下设计一个航班恢复计划使得航空公司损失达到最小。问题二2153飞机1435在机场ZSPD过站检查时发现机务故障估计飞机当天不可使用5145飞机1400在机场ZGHA过站检查时发现机务故障估计1600可以使用。试设计一个航班恢复计划使得航空公司损失达到最小。问题三同吋考虑机场临吋关闭和发现机务故障的情况下建立数学模型给岀一个航班恢复计划。使得航空公司损失达到最小

4、。三、问题分析由于一架飞机在一天屮要执行多个航班各航班Z间存在前后衔接关系因此一个航班的延误会波及到下游许多其他航班。局部的航班延误很容易演化为大面积的航班不正常。当不正常情况出现时运行调度人员会根据航班的计划时间、飞机的航线、飞机的维护和保养计划以及机组的编排计划等一系列信息考虑飞机资源的重新分配2提出飞机计划的调整方案尽量使航空公司的航班能在较短的时间内恢复正常。调度人员在人工决策时一般的指导原则是采用最简单的调整方案使得受影响的航班最少O我国航空公司机队规模小飞机资源稀缺国内航空公司在不正常航班的恢

5、复调整中一般都采取能延谋则延谋迫不得已再取消的策略而且通常不会对计划的恢复设时间限制只要求调整方案保证在飞行日结束恢复原计划的机型配置尽可能不影响次日计划的执行。从解决不止常航班问题的过程来看计划的调整主要是进行飞机的调配和机组的调配飞机的调配是为了重新部署飞机的资源使得在未來的某一个时刻各架飞机能够在所要求的时间处于正确的机场位置满足更改后航班的需要。木文主要研究飞机的调配。一般来说解决不正常航班有以下五种策略1、航班顺延2、飞机置换3、调飞机4、取消航班5、合并桨喑6杂铐庵械奈侍馒颐强梢园凑崭匏奈甯觎

6、矫娼蟹治觥?四、条件假设1假设每一个机场中没有空闲或者备份的飞机2延误成本等于单个延误事件带來成本的总和3每个延误事件带来的成木是延误时间的线性函数即延误成本延误时间飞机的单位时间运营成本4假设无论是否发生紧急情况飞机从一地到另一地所用吋间都不会改变5假设航班计划没有为应对各种意外的变化留下松弛时间即机场中飞机的降落于起飞Z间的时间差恒定不变6假设题目中给定的每个旅客延误一分钟的成木为一元包含航空公司的地面延误损失、空中延谋损失、食宿调机损失和旅客的时间价值损失等的平均值不包含各种情况所带来的隐性成本7机

7、场关闭期间可以正常进行飞机检修等各项飞前准备工作8飞机发生机务故障检修成功后即可不必再由准备工作而直接进入正常航行9假设方案尽量不打乱飞机的平衡流10假设ZGKL在19:00—2100被迫关闭两个小时11假设两种飞机的单位时间内运营成本相同。五、符号约定参考文献【4】的优化处理方案为了简化叙述下面定义一些参数和集合i是飞机指示f是航班下标a执行航班f的飞机3fa替换航班的飞机iT可用飞机的就绪时间集合jT最早延误航班之后的航班原计划到达吋间集合F最早延误航班之后的航班集合A最早延误航班之后可用飞机集合tA

8、能够执行航班任务的机型集合tmA能够在m机场维修的机型为的飞机集合Z当天可调用飞机的集合变量fijx时间对i到的航班fy取消航班f的标志为1取消为0不取消fP航班f上的旅客失望溢出成本236029ftPvw其中ijtTTijPi时刻就绪的飞机执行j时刻的航班及后续航班的延误成本bjijffbbZPPcx第一项是旅客失望溢出成本第二项是调运可使用飞机的成本fbc把航班佇旨派给可使用飞机的成木jbxOl变量当天可用飞机b指派给航班