基于NSGA-Ⅱ的多目标进场航班调度优化

针对终端区实际运行过程中有限资源的限制,考虑进场航路选择对航班进场排序的影响,在满足航路点雷达引导安全间隔、跑道尾流安全间隔、航班受限偏移等实际约束的基础上,建立进场航班调度问题的多目标混合整数规划模型,确定不同航班的航路选择,追求机场跑道容量最大化和航班总调整量最小化。根据问题特性,基于快速非支配排序的遗传算法重新设计了染色体编码,选择、交叉和变异算子。使用Python语言结合Gurobi优化器设计多目标优化程序,快速获取Pareto前沿和对应的调度方案。以广州白云机场终端区为例,给出优化方案并对结果进行分析。     

基于滚动时域控制的多路径进场航班排序优化

进场航班排序优化是提高进场航班着落效率、减少航班延误的有效方法。基于此，以最大化着落效率为目标，结合多跑道、多航路选择，考虑实际航路点限制，提出了多路径多跑道一体化进场航班排序优化混合整数规划模型。为解决大规模航班排序计算的实时性问题，提出了多航路点滚动时域控制算法。以广州白云国际机场终端区为实例进行验证，采用实际进场航班数据开展计算实验，在尾流安全间隔上，采用RECAT-CN运行标准，计算结果表明：小规模航班架次时（23架），所提模型最大降落时间比先到先服务方法提前55 s，比未优化时提前271 s；大规模航班架次时（104架），仅靠求解器在3 600 s内未找到可行解，所提算法在128.65 s找到解。所提模型和算法有效，可应用于实际航班排序优化。