基于GRASP算法的飞机旅客一体化恢复优化研究

针对航班调整中较常用的手段——航班取消-合并方法，对飞机旅客一体化恢复问题进行研究。首先，基于连接网络和旅客转机网络建立数学规划模型，然后基于贪婪随机自适应搜索方法（Greedy randomized adaptive search procedure， GRASP），设计启发式算法求解该问题，并且在算法的每一次迭代中，都能得到基于航班调整的旅客转机的最优方案。最后，通过案例证明了算法的有效性，并且说明了相对飞机和旅客先后进行恢复，飞机和旅客的一体化恢复能够有效降低恢复成本以及受干扰的旅客数量。     

基于机型航线优化的多目标规划

为了降低航空公司机队的飞行成本，提高飞机的座位利用率，研究机队各机型与航线优化匹配问题。考虑了旅客溢出带来的潜在支出成本，在满 足航班覆盖、旅客需求、机队寿命、航班连续等约束条件下，建立了多目标0~1整数规划模型，并采用基于隶属度的多目标模糊决策法对模型进行求解计算。通过实例验证分析表明：建立的多目标机队优化匹配模型实用可行，既降低了机队的飞行成本，又提高了各条航线上 机型的座位利用率。     

基于遗传算法的航班动态排序模型的研究

讨论了空中交通流量管理中终端区航班的排序规划问题。目的在于在终端区空中交通繁忙的情况下有效地为到达航班安排合理的着陆次序，并在不违反飞机间距要求的情况下给出各飞机经过优化的着陆时间，提高机场跑道的利用率。本文把离场起飞的航班也引入到问题中来，建立了航班排序的动态模型和基于遗传算法的终端区动态排序算法。并对文献[1]中的算例采用本文方法进行验证计算，结果表明本文提出的方法计算效率高，实用可行。     

基于多智能体航空公司航班恢复协同决策方法

航空公司进行航班延误恢复时，各种资源之间会通过航班计划产生间接关联，此时各决策单元若独立地考虑本领域内的资源恢复问题，将难以保证恢复方案的整体可行性和全局优化性。为探究航空公司航班恢复过程中各决策部门的决策模型及其协同关系，本文提出了基于多智能体技术的航班恢复协同决策仿真方法。首先，基于航空公司实际组织架构构建了航班恢复多智能体决策系统框架；其次，对部门间协同决策的动态过程进行了分析，将延误恢复的全过程分为了预恢复、可行解协商、均衡解协商3个阶段，构建了三阶段协同决策机制；最后，根据不同资源的恢复特性建立各决策部门的核心决策模型与部门间自动协商模型，并基于多智能体系统进行仿真。仿真结果显示，基于多智能体的协同决策方法能够在3.8 s的极短时间内针对1天中包含3架飞机和12个航班的航班计划做出完整的延误恢复方案，并且能够在保障航空公司整体效益的情况下一定程度地平衡各决策主体的自身利益。     

基于飞行资源分离的航班延误传播研究

在航班串设计及机组排班过程中,经常涉及飞行资源(飞机、机组)分离的问题。而延误航班的飞行资源分离将导致共享资源的衔接航班发生延误,并传播至后续航班串。本文考虑带有飞行资源分离的航班串,利用基于贝叶斯网络的比例风险回归模型,对资源分离后的航班离港延误进行分析。对比两种不同时刻飞机与机组资源分离方案下,各延误因素对衔接航班离港延误,以及整个后续航班串延误时间的影响,结果表明,不同时刻分离方案会造成不同的延误传播效果。本文为飞机、机组资源分离时刻的选择提供了定量分析方法,结果表明,资源分离时刻的不同对衔接航班的离港延误,以及整个后续航班串延误波及时间的影响都不同。     

基于GIS的机场场面路径优化算法的研究

利用GIS技术,研究了进出港航班滑行路径的优化问题。为机场上刚降落和即将出港的航班规划最短滑行路径。判断航班在规划的滑行路径上是否会发生对头相遇。考虑到机场安全性和使用效率,要求保证进出港航班在滑行过程中按最短路径连续滑行,并且不能发生对头相遇。本提出了两种解决方法：(1)改变进港航班的滑行速度;(2)延迟出港航班的时间。通过实例验证了该算法的可行性。     

签派放行航班的风险指数研究

本文利用层次分析法,从机场、航线、天气、飞机和机组五个方面建立子指标体系,确定签派放行各个因素对航班安全影响的权重,并根据某航班实例,提出了一种评估航班风险指数的方法。利用该方法,定性的签派放行决策转变为定量的风险指数评估。这能帮助航空公司更科学地监控和理解航班状态,对于提高航空公司安全管理水平具有重要意义。     

基于贝叶斯网的航班过站时间动态估计

一架飞机每天要执行多个航班,从而 形成航班链。前序航班进港后,若估计出飞机在机场的过站时间,后续航班的离港时间便可 较准确给出。文中选取了对航班过站时间影响较为显著的几个因素,运用历史数据,采用最 大似然估计进行贝叶斯网参数学习并获得不同情况下过站时间的估计值。同时,利用贝叶斯 网增量学习的特性,运用航班增量数据基于贝叶斯估计修正贝叶斯网参数,并用新的学习 结果更新过站时间估计值。实验数据表明,所提出的方法能较好地对飞机过站时间进行估计。最后,对影响过站时间的各因素进行了灵敏度分析对比。     

起飞重量错误的识别

起飞重量错误严重威胁着航班安全。为了实现对起飞重量错误的风险管理,提出了一种基于数据分析的危险识别方法。选取所需分析航班平飞阶段的一组飞行记录数据,利用飞机性能工程师手册(PEM)计算相应的升力系数;通过QAR记录的燃油流速,计算航班所选观测点之前消耗的燃油总量。通过重力与升力平衡方程,计算飞机平飞阶段该点的重量。之后,与运控舱单里的数据进行比较,诊断存在错误与否,并对错误进行了原因分析。最后,本文以B738某次航班为例对该方法进行了验证。     

最小费用最大流模型在航班衔接问题中的应用

针对单枢纽航线网络的特点，以所需同飞机数最少，航班在枢纽机场的过站衔接最紧凑为目标，提出了描述航班衔接问题的最小费用最大流网络模型：首先将航班衔接问题转化为航班节的衔接问题并以各航班节在枢纽机场的到港，商港时刻为结点，建立了一个描述航班节衔接问题的单源汇网络，从而将航班衔接问题转化为该单源汇网络的最小费用最大流问题，利用dijkstra算法求该网络的最小费用最大流进而得到了一个需用飞机数最少，且过站衔接最紧凑的航班节衔接方案，为利用计算机自动编制并优化航班衔接方案提供了一种可行方法。     

基于图着色模型飞机智能化排班算法的研究

飞机排班问题关系到航空公司的系统运作,作用十分重要。通过对飞机排班问题的分析,把飞机分配问题转化为图着色,应用图着色理论,建立了飞机分配问题的图着色模型,引入时间片算法确定了航班使用飞机的时间冲突集合,根据“先到先服务”的原则给出了飞机分配的顶点序列着色算法。用一个具体的算例,验证了飞机智能化排班比现有航空公司调度员人工排班更先进、更实用、更加节省资源,使资源配置更加合理。     

航空公司航线网络设计的一种三阶段方法

采用三阶段方法来构建航空公司的航线网络,首先利用推广的F loyd算法得到候选航线,然后基于多属性决策方法从候选航线集中选出有效航线构成航线网络,最后结合民航实际建立了航班频率非线性整数规划模型,并采用ILOG软件求解所建模型,从而得到合理的航空公司航线网络设计方案。文中算例证明了本文航线网络设计方法的可行性和有效性。     

基于大规模并行D-W分解算法的空中交通短期流量管理模型研究

针对空中交通短期流量管理问题,给出了整机型的空中交通短期流量管理模型(ST-TFMP)。运用大规模并行的D-W分解算法,结合数据仓储技术,快速解决了航班延误最小问题。同时对算法的计算性能进行了计算估计和实验分析。通过对实际终端区流量进行仿真计算,仿真结果验证了本文提出的并行算法的合理性。     

Flight Safety System Evaluation and Optimal Linear Prediction

The complexity of flight safety system is usually affected by a variety of uncertainties.The uncertainty of overall security situation of flight safety system are hardly determined. In this work,flight safety assessment index system is firstly established based on software hardware environment liveware management(SHELM)model. And flight safety assessment is also carried out with matter-element theory algorithm to obtain safety state. According to correlation degree values of each evaluation index,key indexes affected flight safety are obtained. Under the assumption that the flight safety system is a linear dynamic system and combining the above evaluation analysis,Kalman filter algorithm is used to carry out prediction analysis on security situation. A simulation analysis is carried out based on an actual flight safety situation of an airline. The results show that the security state of airline flight safety system in a short period of time can be obtained,and main factors affecting flight safety are found out. This provides a viable way for airlines to further strengthen flight safety management.     

试飞数据库管理系统实现研究

试飞数据库管理系统(FTDBMS)是支持军机、民机、直升机等各类试飞数据处理需要的工程数据库管理系统。文中分析了试飞数据库管理系统的特点,重点分析了历程和非历程数据的特征,给出了试飞工程数据管理的实现方法,提出了松耦合和紧耦合两种数据访问接口,描述了试飞数据标识体系及其工作原理,该系统的研制将我国试飞数据处理软件提高到集成化、广适应、标准化、可重用的新阶段     

低空突防用数字地形的平滑处理

数字地形是自主式 GPS/ MAP地形跟随 /地形回避 (TF/ TA)低空突防系统的主要信息来源之一。考虑到飞行器机动能力的限制和飞行的安全性 ,必须对实际地形进行平滑处理。文中首先提出了一种改进型的曲率限制平滑算法。在此基础上 ,给出了一种综合的坡度曲率限制平滑算法 ,它使平滑后的地形不仅满足飞行器纵向机动能力的限制 ,而且较贴合原地形也较原地形高。从而使得在平滑后的地形上进行实时航迹优化是安全可靠的。同时 ,由于平滑后的地形有坡度的限制 ,使实时航迹优化过程中对飞行器在各个方向的离地间隙的限制转化为只要限制飞行器的纵向垂直离地间隙 ,简化了实时航迹优化算法 ,从而易于工程实现。仿真结果表明 ,该算法是有效的。     

基于混杂系统模型的航空器4D航迹推测

为实现对未来大流量、高密度、小间隔条件下空域实施管理,4D航迹推测是国内新一代空管自动化系统最为核心的一项技术。首先基于飞行剖面不同飞行阶段的航空器动力学模型,构造了在不同飞行阶段之间转移,而在同一阶段航空器重量、校正空速、高度和距离等状态连续变化的混杂系统模型。通过温度和风速风向修正航空器真空速及地速,利用混杂系统递推法求解航空器4D航迹。实际算例表明,本文提出的混杂系统模型推测得到的水平航迹和垂直剖面能够准确地反映航空器的飞行状态变化,单架航空器4D航迹推测计算时间可以控制在2 s以内。