基于NSGA-Ⅱ的多目标航班机型分配问题研究

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1、第35卷第3期2017年6月中国民航大学学报JoURNAL0FCIVILAVIATIONUNIVERSITYoFCHINAV01．35NO．3June2017基于NSGA—II的多目标航班机型分配问题研究樊玮，别好杰(中国民航大学计算机科学与技术学院，天津300300)摘要：机型分配是航空公司运营管理中资源优化的重要难题之一．在很大程度上影响着航空公司的利润率及竞争力。针对现有机型分配方法中求解目标的单一性．在基本机型分配模型的基础上建立了多目标机型分配模型．即同时将最大化航空公司利润和使用最少的飞机架数覆盖全部航班作为目标。对于多目标数学模型

2、求解的复杂性，采用了NSGA—II算法，以避免求解时的目标偏好性。通过算例对此模型求解，验证了模型的有效性。对比单目标机型分配模型．结果表明多目标机型分配模型在目标空间上分布更均匀．能够为航空公司航班机型分配提供决策支持。关键词：航空运输；机型分配；NSGA—II算法；多目标优化；航班中图分类号：V355；TP3文献标志码：A文章编号：1674—5590(2017)03—0043—06Multi-objectiveforairlinefleetassignmentmodelbasedonNSGA--IIcomputerengineeringan

3、dapplicationsFANWei，BIEHaojie(CollegeofComputerScienceandTechnology,CAUC,Tianjin300300,China)Abstract：Fleetassignmentisoneofthemostimportantproblemsinairlineresourceoptimizationandmanagement，whichaffectstheprofitabilityandcompetitivenessgreatly'．Inordertosolvethesingularityo

4、fexistingfleetassignmentmethods，amulti—objectivefleetassignmentmodelisproposedbasedontraditionalfleetassignmentmodels，whichmeansthattakingprofitmaximizationandleastnumberofaircraftasoptimizationaltargets．However,eomp—licaledmulti—objectivesolvingmodelcanbringbiastargetsolvin

5、g．NSGA—IIalgorithmisusedtosolvethemulti—objectiveproblem．Theinstanceverifiestheeffectivenessofthismethod．Comparedwithsingle—objectiveopti—mizationforfleetassignmentmodel，experimentshowsthattheresultsolvedbytheproposedmodelcanreachmoreevendistributionandprovidereferencefordec

6、isionmakingofairlinefleetassignment．Keywords：airtransportation；fleetassignment；NSGA—-IIalgorithm；multi—-objectiveoptimization；flights机型分配问题是指根据不同机型的不同座位数、运营成本和潜在收益，分配不同的机型给各定期航班。近年来，随着航空运输业的高速发展，航空公司的竞争逐步加剧，航线网络与资源优化已成为航空公司提高竞争力的有效手段，而机型分配是航线网络与资源优化的关键方法之一。目前，有关机型分配的国内外研究主要包

7、括：Abaratll在连接网络法的基础上建立了机型分配模型，该模型以最大化航空公司利润为目标；Brownl2J主要侧重于对枢纽轮辐式航空公司机队规划的研究，通过构建基于面板数据的模型分析了航空管制因素对其机队构成的影响，只考虑了放松航空管制后各机型飞机架数在航线上的限制；Hane等【31构建了一种基于时间拓展网络的多商品流模型，用于解决机型分配的大规模整数规划问题，在模型求解中用到了内点算法，并通过数据验证了该模型和算法在解决大规模整数规划问题上的优越性，但此算法的时间复杂度较高；Listes等㈨通过情境聚合算法求解基于时空网络的机型分配模型，

8、模型考虑到了乘客的动态需求，最后通过实际数据验证了模型和算法的可行性和优越性；Barnhart等吼在基本机型分配模型(rAM)和基于行程的机型分配模型