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飞机指派是航空公司日常生产经营中一项非常重要的工作，对航空公司的正常运作和整体效益有着决定性影响。飞机指派的重要性主要表现在：合理地将飞机指派给合适的航班，不仅有助于航班的安全、正点运行，而且还能提高机队的利用率，便于飞行运营和机务维修工作的组织实施，并能有效地降低运营及维护成本。研究飞机指派的最终目的是充分利用航空公司机队资源，降低运营成本，最大化航空公司经济效益。
目前国内大多数航空公司的飞机指派工作主要由机务工程部的计划人员手工完成，根据商务部下达的季度航班计划，每架飞机的技术状况，飞机调度指令，机务维修计划，以周为单位编制飞机指派计划，生成的下一周飞机指派计划明确了特定飞机在具体日期和时间执行特定的航班，其目的就是为每个航班指派一架具体执行的飞机，也就是给每一个航班号分配一个相应的机尾号(TailNumber Assignment)。随着近年来，整个民航业的快速发展导致的航空公司开始经历跨越式发展，机队规模、航线数量、航班数量以及机组人员数量等都在成倍增长，再加上航空公司间的兼并重组使得自身的规模变得越来越庞大，这对传统的手工飞机指派工作提出了严峻的挑战，手工指派的方式已经无法胜任如此大规模的飞机指派工作，如何针对国内的航空公司的实际情况和需求，借助计算机快速、准确地将飞机指派给各航班成为了航空运输发展中迫切需要解决的一个问题。
本文正是基于这样一种需求，在深入了解当前国内各航空公司飞机指派工作的实际需求之后，通过系统分析实际运营中飞机指派工作需要遵守的规则和作业流程，建立了飞机指派问题的数学模型，并设计了相应的算法对模型进行求解，为进一步研究飞机指派管理系统软件提供了算法支持。
本文所作的研究工作主要有：
(1)通过分析国内航空公司生产和管理的特点，以周为单位为航空公司的每个航班串指派一架飞机执行，目标是使同一架飞机执行的两个连续航班串之间的衔接尽量紧凑，从而提高飞机的利用率；
(2)结合在航空公司进行的实地调研，熟悉了航空公司机务工程部的飞机指派人员指派飞机的流程，以及需要考虑的指派规则和约束，包括各项飞机调度指令、以及根据每架飞机的技术状况和飞行情况做出的飞机定检计划，并且首次将根据维修计划制定的飞机一周可使用小时数作为模型的一个重要约束；
(3)将飞机对航班串的最优指派问题转化为车辆路径问题(VRP问题)，提出了虚拟航班串的概念，将商务部编制的每个航班串作为一个客户，每架飞机作为一个车辆，连续航班串之间的总衔接时间作为车辆总行程来构建模型；
(4)根据模型特点，设计了符合飞机指派问题特殊性的蚁群算法，并通过多次实验求出了本文模型的最佳参数组合设置，在该参数组合设置下，对某航空公司商务部根据航班计划编制的航班串实际数据进行算例分析，取得了较好的求解效果；
本文共分为五个章节。第一章主要介绍了本文的研究背景，阐明了研究的目的和意义；第二章主要概述了飞机指派问题及相关的理论基础，明确了飞机指派过程中要遵守的规则，并对国内外研究现状和发展趋势进行了分析；第三章介绍了组合优化问题以及求解问题的蚁群算法，阐述了蚁群算法的基本原理和发展，并分析了几种改进的蚁群算法的基本结构和特点；第四章根据对国内航空公司飞机指派计划的系统分析，明确了编制飞机指派的作业流程和需要满足的约束条件，构造描述飞机指派问题的数学模型，将寻找飞机对航班串的最优指派问题转化为车辆路径问题(VRP问题)，并用蚁群算法对该问题进行求解；第五章总结所做的研究工作，并展望了未来进一步研究的方向。