飞机排班模型及算法研究

论文摘要

飞机排班是航空公司生产运营过程中一项非常重要的工作,飞机排班的结果直接影响到航空公司的运营成本和飞行安全问题。近年来,国内航空公司的规模急剧扩大,人工排班已经不能满足航空公司的需要,使飞机排班计算机化,是提高航空公司竞争力的一个有效手段。本文讨论的飞机排班问题就是在此环境下提出的,重点对飞机排班的模型和算法进行了研究和探讨。文章首先分析了飞机排班的基本过程,以及规则和限制条件,给出了飞机排班的基本模型。考虑到飞机排班基本模型存在的问题和飞机排班问题本身的各种特点,对飞机排班模型进行了改进,给出了基于乘客组合的飞机排班模型。接着通过分析对比以前用过的飞机排班的典型算法,选择用免疫算法对飞机排班过程进行优化,并详细设计了算法的实现过程:建立了以成本最低为目标函数的数学模型,根据飞机排班的属性以及各种限制和约束,设计了免疫算法的各个算子和算法的实现流程。最后通过案例和MATLAB进行模型求解仿真验证,对基于乘客组合的飞机排班模型效果进行了评估。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 课题研究意义
• 1.4 论文主要研究内容及组织结构
• 第二章 飞机排班问题描述与模型建立
• 2.1 航班计划编排基本过程
• 2.2 飞机排班问题描述
• 2.2.1 飞机排班基本原则
• 2.2.2 飞机排班基本模型
• 2.3 改进的飞机排班模型
• 2.3.1 乘客溢出与回流的相互影响
• 2.3.2 乘客组合模型
• 2.3.3 基于乘客组合的飞机排班模型
• 第三章 飞机排班的常用算法分析
• 3.1 飞机排班算法概述
• 3.2 蚂蚁算法
• 3.2.1 蚂蚁算法原理
• 3.2.2 蚂蚁算法优、缺点
• 3.2.3 蚂蚁算法应用于飞机排班
• 3.2.4 关于蚂蚁算法
• 3.3 模拟退火算法
• 3.3.1 模拟退火算法原理
• 3.3.2 模拟退火算法优、缺点
• 3.3.3 模拟退火算法应用于飞机排班
• 3.3.4 关于模拟退火算法
• 3.4 免疫算法
• 3.4.1 生物免疫系统
• 3.4.2 免疫算法
• 第四章 基于免疫算法的飞机排班设计
• 4.1 飞机排班实现策略
• 4.1.1 基于免疫算法的飞机排班
• 4.1.2 飞机排班的数学模型设计
• 4.2 飞机排班免疫算法算子设计
• 4.2.1 抗体的编码方式
• 4.2.2 约束条件处理
• 4.2.3 亲和力的计算
• 4.2.4 促进和抑制抗体的产生
• 4.2.5 新的抗体的产生
• 4.2.6 算法终止准则
• 4.3 飞机排班问题的免疫算法设计
• 4.3.1 算法步骤
• 4.3.2 算法流程
• 4.4 仿真结果
• 第五章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文
• 附表 某航空公司航班时刻表及排班结果