基于混合遗传算法的航班串优化模型研究

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1、第28卷第6期2010年12月中国民航大学学报JoURNALOFCIVILAVIATIONUNIVERSITYOFCHINAV01．28No．6DeI·emIJer2010基于混合遗传算法的航班串优化模型研究李耀华，秦如如(中国民航大学航空工程学院．天津300300)摘要：分析了飞机排班调度中航班串的编制优化问题．并针对该问题建立优化模型．模型主要考虑了航班串编制时关于航站衔接的要求及过站时间的限制。同时，为求解所建立的模型．构造了一种基于精英选择策略的自适应遗传算法。通过使用实际航班数据对模型进行仿真研究。证明了模型及算法的可行性。关键词：航班

2、串；精英选择：遗传算法中图分类号：TP29文献标识码：A文章编号：1674—5590(2010}06-0031—04StudyonFlightStringModelBasedonMixedGeneticAlgorithmLIYao—hua。QlNRu—rig(AeronauticEngineeringco如矽，CAUC，TiⅢtjin300300，China)Abstract：Thescheduledflightplanningpmcesswasanalyzed，andespecially，theproblemofflight-stringmak

3、ingwasdiscussed．Then，anoptimizationmodelwhichconsidersthelinkofairportsandturnovertimebetweenflightsisestablished．Inordertosolvethemodel，amixedgeneticalgorithmisproposed，whichisanadaptivehybridalgorithmbasedontheeliteselectingoperator．Thesimulationresultwithactualflightdatasu

4、ppliedbyanairlineshowsthatthemodelandalgorithmsuggestedarefeasible．Keywords：flightstring；elitechoice；geneticalgorithm飞机排班是民航企业优化调度中的一个重要问题，也是航空公司日常生产经营中的一项重要活动，制定合理的排班计划，对有效地组织航空运输生产活动具有重要意义。欧美的许多大型航空公司从20世纪80年代开始在生产中广泛采用专门的飞机调度管理系统来管理这项T作，而国内民航针对飞机排班优化调度方面的研究基本还处于起步阶段。文献⋯以航班

5、串过夜次数最少及航班串数目最少为目标，提出针对航班覆盖问题的遗传算法，但模型没有考虑机型限制、维修限制等约束条件。文献f2】以使用飞机数最少为目标，研究了航班串的生成与筛选问题，但只考虑了单Et航班运营方案的编制。文献1311)2飞行成本最小为目标，建立了航班串的优化模型，但没考虑到航班衔接所带来的其他收益。本文针对国内航空公司飞机排班问题的现状，分析了飞机排班计划的编制流程，并针对其中的航班串编制问题进行研究及建模，同时，构造了一种精英自适应混合遗传算法对模型进行求解及优化。1航班串编制模型1．1问题描述飞机排班是航空公司生产计划中的一项控制性

6、工作，其实质就是根据市场部下达的航班计划、每架飞机的技术状况以及飞机调度指令，为每个航班指定一架具体执行的飞机，在排班的过程中，必须确保飞机安排的合法性、飞机排班的可行性及飞机使用的均衡性，并应尽力以最小的成本完成所有的航班任务，因此以人工或半人rT方式完成排班计划的T作模式已不能满足当前航空公司的需求，借助计算机进行飞机排班并对结果进行优化成了一个亟待解决的问题。飞机排班的流程可以划分为三个部分：①航班串的编制，就是根据公司的航班信息，将一个到港航班与另一个离港航班衔接起来，生成若干个可以由一架飞机去执行的航班连接；②飞机指派，就是为每一个编好

7、的航班串指派一架具体执行的飞机；③机组指收稿日期：2010—05—27；修回日期：2010—08—31基金项目：中国民航大学青年骨干教师基金项目(062084)作者简介：李耀华(1974一)，男．山西原平人，副教授，博士，研究方向为复杂工业过程建模，生产计划与调度和智能求解算法等32中国民航大学学报2010年12月派，就是为每个航班串和执行飞机指派空勤机组，三者互有影响和联系。本文主要针对其中的航班串编制问题进行研究，这个问题需要考虑的主要约束包括四方面：①相邻航班的机场、时间约束，即同一航班串内前一航班的到港机场与后一航班的离港机场必须相同，且

8、需满足过站时间的限制；②同一航班串内相邻航班的平均载客量不能相差太多；③同一航班串内相邻航班的飞行区域自然条件不能相差太多；④同一航班串