基于航空公司成本最小化的飞机排班问题模型与算法.pdf

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1、第14卷第1期交通运输系统工程与信息Vo】J14No．12014年2月JournalofTransportationSystemsEngineeringandInformationTechnologyFebruary2014文章编号：1009-6744(2014)01-0109-08中图分类号：TP391．41文献标识码：A基于航空公司成本最小化的飞机排班问题模型与算法吴东华，夏洪山(南京航空航天大学a．继续教育学院Ib．民航学院，南京210016)摘要：针对影响航空公司运营成本的四个关键因素，在满足航班衔接、航班覆盖和机队规模约束条件下，以最小化运

2、营成本、最小地面等待时间、最小总飞行时间绝对偏差和最少起降次数为目标函数，建立了飞机排班问题的0—1整数模糊线性规划数学模型．基于东方航空公司实际数据，应用模糊线性规划理论对模型进行验证，表明该模型可行，算法有效．关键词：航空运输；飞机排班；多目标优化；计算机仿真；东方航空公司ModelandAlgorithmforFleetAssignmentProblemBasedonAirlinesCostMinimizationWUDong—hua．XIAHong—shan(a．CollegeofContinuingandEducation；b．Colleg

3、eofCivilAviation，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Aimingatfleetassignmentproblem，onthebasisofflightconnecting，flightcovetingandfleetscale．Theobjectivefunctionsaretakenwiththeminimumvariablecostonfleet，theminimumtimeonground—holding．thea

4、bsoluteminimumdeviationoftotalflighttimeandtheminimumfrequencyoftakingoffandlanding．Anda0—1integerprogrammingmathematicalmodelisestablished．ThehistoricaldataofChineseOrientAirlinesCompanyareanalyzed；fuzzytheoryareusedtodemonstratethemode1．Theresultshowsthattheproposedmodelisfea

5、sibleandeffective．Keywords：airtransportation；fleetassignmentproblem；multi—objectiveoptimization；computersimulation；ChinaEastern收稿日期：2013-07—16修回日期：2013—10-08录用日期：2013—10—28基金项目：国家自然科学基金项目(60672167)；国家软科学研究计划项目(2008GXQ6B141)．作者简介：吴东华(1973一)，女，黑龙江佳木斯人，讲师，工学博士生．通讯作者：xhsca@nuaa．edu

6、．cn110交通运输系统工程与信息2014年2月1引言究有：Clarke等人。。将飞机路线问题转换为带有边飞机排班问题是多目标多约束条件的组合优约束的旅行商问题(TSP)，并利用Lagrangian松化问题，是民航界著名的NP难题．合理的飞机排弛算法求解；Papadakosl8建立了航班计划的多个班不仅有助于航班的安全、正点运行，而且还能够综合优化模型，并在Bender’S分解及列生成法的提高机队的利用率，有效地降低运营和维护成本．子问题中应用启发式方法加速求解过程．航空公司优化飞机排班问题的目的是增加旅客运Mattias¨9，m建立了基于列生成法的

7、飞机排班的约输、货运运输等方面的收入，降低航空公司的运营束编程模型，并用约束传播加速列的生成．成本，综合考虑机队飞行的经济效益和社会影响．上述算法均为民航飞机排班问题的解决提供国外大多数航空公司的航线网络都是各种形了思路，然而，已有算法均不能有效解决飞机排班态的枢纽轮辐式(hub．and．spoke)结构，在各枢纽过程中的多目标优化问题，没有从根本上提高航空之间及轮辐城市之间有很高的航班频次，每天的航公司的经济效益．本文结合航空公司实际运营管理班计划基本相同，而且其限制飞机排班的一个最重情况，通过分析国内航空公司运营成本的构成，针要约束是“4天维护规

8、则”．而在我国，航空公司的对影响其收益的四个关键要素，借鉴已有模型的合运营主要是基于点到点的单枢纽模式，一周