基于延误油耗优化原则的停机位实时分配算法

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1、第３６卷第６期武汉理工大学学报（交通科学与工程版）Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．６２０１２年１２月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＤｅｃ．２０１２（ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）基于延误油耗优化原则的停机位实时分配算法＊刘君强陈鹏超夏洪山（南京航空航天大学民航学院南京２１００１６）摘要：停机位的实时动态调整在机场运行过程中具有重要的研究意义．文中研究了在航班发生延误时，通过合理的停机位调整，降低由于航班延误增加的滑行油耗，达到降低运营成本的目的．考虑了特殊性质航班，建立了以延误油耗最低和各航空公司相同机型所承担延误油耗

2、均衡为目标的停机位实时分配模型，采用遗传算法进行求解．实例分析结果表明模型的正确性和算法的有效性，满足机场实际运行的要求．关键词：油耗优化原则；实时停机位分配；遗传算法中图法分类号：Ｆ５６０ｄｏｉ：１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５－３８４４．２０１２．０６．０２３［７］０引言整策略．Ｔａｎｇ研究了停机位短缺和航班随机延误下的停机位实时调整．停机位是机场的重要资源，高效、合理的分配停机位实时分配的研究还比较少，大部分研停机位是提高机场运行效率的重要途径之一．关究都是通过模型和算法达到高效合理利用资源的［８－１２］于停机位分配问题，国内外很多学者已经做了很目的．然而，从延误油耗和从

3、航空公司相同机多研究．主要有两方面内容：（１）停机位预分配问型所承担延误油耗均衡的角度来考虑停机位实时题；（２）停机位实时分配问题．分配问题的文章还未曾发现．航空运输业是一个Ｂａｂｉｃ等［１］建立了以离港旅客和进港旅客的高风险、高投入的资金密集型行业，平均利润只有总步行距离最短为优化目标的停机位分配模型，３％～６％，降低成本对于每个航空公司都具有非对模型的求解采用了分枝定界法．文军等［２］将停常重要的意义，而飞机的油耗成本占到总成本的机位分配抽象成为排序问题，采用“先到先服务”１／３左右．由于航空公司规模各不相同，并且各航规则通过标号算法进行求解，通过模型优化提高空公司在某一段时间内

4、涉及的航班架次和机型大了停机位使用效率．王力等［３］提出了以旅客登转小也各不相同，不能笼统的要求各航空公司的耗机时间、机型与停机位类型匹配为优化目标，同时油均衡，因此本文建立了以延误油耗最低和各航考虑航班性质、航班数量与密度、停机时间的多目空公司相同机型所承担延误耗油均衡为目标的停标停机位分配的数学模型，并设计求解模型的禁机位适时调整模型，采用遗传算法进行求解，所得忌搜索算法．熊杰等［４］在考虑跑道和滑行道的基结果表明此模型和算法在停机位实时分配中是合础上，建立了飞机油耗总和最小的分配目标．理而可行的．［５］Ｙｕ等针对航班大面积延误时进行实时调［６］整，并采用了遗传算法进行求解．朱世

5、群设计了１模型描述以旅客和机场地面服务人员的移动总距离最短为目标，并采用遗传算法进行求解的停机位实时调延误油耗优化原则：降低由于航班延误所产收稿日期：２０１２－０８－２５刘君强（１９７８－）：男，博士，讲师，主要研究领域为民航信息集成、交通信息控制及工程＊国家自然科学基金项目（批准号：６０５７３０９５）、南京航空航天大学青年科技创新基金项目（批准号：ＮＳ２０１２０５９）资助第６期刘君强，等：基于延误油耗优化原则的停机位实时分配算法·１１９７·生的延误油耗，并使各航空公司相同机型所承担Ｒｉｊ－Ｋ１ｉ＞０，Ｌｉｊ－Ｋ２＜０（４）的延误油耗基本均衡．由于调整之后个别航班延约束条件：式（１）

6、是每个航班都只分配一个停误油耗可能有增有减，因此，在降低油耗的同时使机位；式（２）满足停机位与机型相匹配；式（３）表示各航空公司的油耗变化基本均衡．停机位的空闲时间大于最低安全时间；式（４）表示１．１模型的数据定义停机位空闲的开始时间要早于航班的到港时间并Ｐｍｎ为ｎ公司ｍ型飞机油耗变化占所有公司且空闲的结束时间要晚于航班离港时间．ｍ型飞机油耗变化的百分比；ＣＯｉ为航班ｉ每分钟的耗油量；ＣＴｉ为飞机滑行到停机位ｉ所消耗２模型求解的时间；ＣＯｍｎ为ｎ公司ｍ型飞机的耗油量；Ｂｍｎ为ｎ公司ｍ型飞机分配到的停机位集合；Ｘｉｊ的意义根据停机位分配的特点，采用遗传算法对多为，若航班ｉ分配到停机位ｊ

7、则Ｘｉｊ为１，否则Ｘｉｊ目标优化模型进行求解．为０；Ｒｉｊ为航班到达停机位时间；Ｌｉｊ航班离开停２．１初始解的产生机位时间；Ｋ１ｉ为停机位ｉ空闲的开始时间；Ｋ２ｉ为采用如下方法产生初始可行解：停机位ｉ空闲的结束时间；Ｇｊ为停机位；Ｑｉ为航１）读取航班信息，停机位信息，读取初始航班机型；Ｄ为航班ｉ初始分配到的停机位；Ｄ′为班可停靠的停机位集合．ｉｉ航班调整后的停机位；ΔＴ为同一停机位２架航２）对于第一个航班，随机选取集合中的一个停机位，作为该航班的停机位，然