地面等待策略中的机场时隙分配技术研究

• 作 者: 张虹
• 出 处: 上海工程技术大学
• 发表日期: 2020年01期
• 关键词: 地面等待策略 时隙初次分配 时隙再次分配 改进型模拟退火算法 “2对2”时隙交换算法

随着经济的快速发展,航空运输需求不断增长,导致机场、空域、航线航路变得拥堵不堪,机场的拥堵最终导致飞机的延误,飞机延误问题严重制约了民航业的发展、人们的出行效率和航空公司的效益。飞机延误包括空中延误和地面延误,空中延误相对于地面延误来说不仅危险系数高而且延误成本巨大,而地面等待策略(Ground Holding Policy,GHP)是将空中延误转换为地面延误的一种有效手段,其核心是时隙分配,通过研究地面等待策略中的时隙分配技术,有利于时隙资源的合理利用,从而可以减少航班的延误损失,降低乘客的安全风险。本文首先对地面等待策略中时隙分配的国内外研究现状进行分析,总结了时隙初次分配和时隙再次分配所存在的问题。其次,通过分析增强型地面等待程序(Ground Delay Program Enhancement,GDP-E)时隙分配环节的不足,提出了改进型增强地面等待程序,为后续时隙初次分配和时隙再次分配的具体研究方案提供支持。再次,针对时隙初次分配问题,在RBS模型算法的基础上建立了基于效率性的单目标优化模型和基于效率性和公平性的多目标优化模型,通过模拟退火算法对单目标优化模型进行求解,针对算法的不足提出改进型模拟退火算法,并通过实例验证了改进型模拟退火算法的有效性和合理性,然后利用改进型模拟退火算法再对多目标优化模型进行求解,通过实例验证结果表明,利用本文建立的模型算法对时隙进行初次分配相比RBS算法可以更好的提高时隙公平性和效率性方面的优化效果。最后,针对时隙再次分配存在的问题,分析了现有时隙交换算法Compression算法(压缩算法)的局限性,在此基础上提出了基于时隙初次分配下的“2对2”时隙交换算法,利用提出的算法对建立的航班正点率模型和旅客延误时间模型进行求解,通过实例验证结果表明,利用本文提出的“2对2”时隙交换算法让各航空公司根据自身不同的决策目标参与时隙的分配后,能够提高航班的正点率,减少旅客的延误时间,进一步优化了时隙分配策略。通过本文对地面等待策略中机场时隙分配技术的研究,有助于完善时隙分配的理论基础,更好的帮助流量管理部门高效的对时隙进行分配,增强航空公司的决策能力,丰富时隙交换体系。