基于禁忌搜索算法的机场场面联合优化模型

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1、第４５卷第１期航空计算技术Ｖｏｌ．４５Ｎｏ．１２０１５年１月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＪａｎ．２０１５基于禁忌搜索算法的机场场面联合优化模型１２１冯程，胡明华，满青珊（１．中国电子科技集团公司第二十八研究所，江苏南京２１０００７；２．南京航空航天大学民航学院，江苏南京２１１１００）摘要：针对当今机场场面优化对象仅为某一独立环节的情况，梳理联合优化框架，利用已有的单一环节优化模型，建立了滑行路径规划与停机位分配联合优化模型，并设计了禁忌搜索算法流程，最终降低了航班进离场资源占用时间。将优化模型分别植入空域管

2、理与评估系统（ＡＣＥＳ）的空侧容量评估系统中进行仿真分析，结果表明，联合优化模型能够在综合考虑机场运行实际的条件下大幅提升空侧容量，改善机场运行效率与资源配置情况。关键词：场面优化；滑行路径规划；停机位分配；禁忌搜索；容量评估中图分类号：Ｖ３５５文献标识码：Ａ文章编号：１６７１桘６５４Ｘ（２０１５）０１桘００５６桘０５JointOptimizationModelofAirportSurfaceOperationBasedonTabuSearchAlgorithm１２１ＦＥＮＧＣｈｅｎｇ，ＨＵＭｉｎｇ桘ｈｕａ，ＭＡＮＱｉｎｇ桘ｓｈａｎ（１．

3、The２８thResearchInstitute，ChinaElectronicsTechnologyGroupCorporation，Nanjing２１０００７，China；２．CollegeofCivilAviation，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing２１１１００，China）Abstract：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆａｉｒｐｏｒｔｓｕｒｆａｃｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｉｍｅｄａｔａｓｅｐａｒａｔｅｌｉｎｋ，ｆｒａｍｅｗｏｒｋｏｆｊ

4、ｏｉｎｔｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｗａｓｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｓｅｐａｒａｔｅｌｉｎｋ，ａｉｍｅｄａｔｒｅ-ｄｕｃｉｎｇｒｅｓｏｕｒｃｅｕｓａｇｅｔｉｍｅｏｆｓｕｒｆａｃｅｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｊｏｉｎｔｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｇａｔｅａｓｓｉｇｎｍｅｎｔａｎｄｔａｘｉｓｃｈｅｄｕｌｅｒｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｎｄｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆＴａｂｕｓｅａｒｃｈａｌｇｏｒｉｔｈｍｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｉｍｐｌａｎ

5、ｔｉｎｇｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｎｔｏｅｖａｌｕａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆａｉｒｐｏｒｔａｉｒｓｉｄｅｃａｐａｃｉｔｙｏｆＡＣＥＳｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｅｎｈａｎｃｅｄａｉｒｓｉｄｅｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆａｉｒｐｏｒｔｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ．Keywords：ｓｕｒｆａｃｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；ｔａｘｉｓｃｈｅｄｕｌｅｒ；ｇａｔｅａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ；ｔａｂｕｓｅａｒｃｈａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｃａｐａｃｉｔｙｅｖａｌｕａ-ｔｉｏｎ［７

6、］［８］［９］引言模型、专家系统和系统仿真三个方面进行研究。以上各类研究虽然均取得了较多的成果，但都仅机场场面优化是空中交通管理的重要组成部分，考虑了单一运行环节的优化目标和约束条件。然而场是对跑道运行、滑行路径规划和停机位分配环节的提面运行是一个不可分割的整体，局部优化往往导致整升与完善，对于缓解场面交通拥堵、扩容增量具有重要体运行效率下降，因此近年来的研究逐渐转向联合优意义，但在我国大部分机场，场面管理仍采用人工决策化，主要是从多目标优化角度切入，对同一环节的不同的原始方式，场面优化也仅着眼于某一独立环节，造成目标设置相应权重。管理效

7、率低下、航班延误等一系列问题。因此，对于机本文选取受上游因素影响较小的滑行道规划与停场场面联合优化技术的研究和应用需求日渐突出。机位分配环节，将其视为一个整体，以降低航班的场面欧美等国家一直以来不断开展对场面各环节的优运行时间为目标，在已有优化模型的基础上进行了复化研究：在跑道运行规划方面，主要从近距平行跑道运［１－３］用和创新，选择禁忌搜索算法，提出了解决该问题的一行、时隙控制以及冲突检测等方面对提升跑道容个新的视角。量、优化跑道排序进行了研究；在滑行路径优化方面，［４－６］优化目标包括滑行时间最短，冲突次数最少等；停机位分配优化方面，

8、主要以降低旅客步行距离和机坪１场面运行拥堵、减少机位空闲时间、延误最小化为目标，从数学以离场航班为例（图１），航班从停机位推出到起收稿日期：２０１４－０８－１１修订日期：２０１４－１０－１１基