基于优先级调配的进离场航班序列动态优化

王莉莉, 胡畔

(中国民航大学 空中交通管理学院, 天津 300300)



基于优先级调配的进离场航班序列动态优化

王莉莉, 胡畔

(中国民航大学 空中交通管理学院, 天津 300300)

以可变的优先级作为调配手段,针对航班的进离场序列建立了一种动态优化模型。首先,根据不同进离场阶段的航空器燃油消耗率和安全系数,进行航班初始优先级分配;然后,考虑机场的空中等待航班数量、空域容量、场面容量以及机场的起飞需求,对航班优先级进行二次调配。以总耗油量为目标函数,引入合作型协同进化遗传算法,设计了令一对代表个体形成合作团体的新的代表个体选择方案,改善传统遗传算法中存在的种群多样性低、易早熟等问题。仿真结果表明,在机场容量限制下,该模型仍可以实现流量的动态调配,并有效降低燃油消耗,缓解机场空域及场面的运行压力。

合作型协同进化遗传算法; 动态优化; 优先级调配; 容量限制

0　引言

航班进离场优化为空中交通流量管理手段之一,对优化使用跑道容量、机场空域资源等具有重要意义。Dear[1]提出将位置约束法(CRS)应用于航班的优化排序问题。Balakrishnan等[2]在Dear的研究基础上建立了网络图。除此之外,滑动窗策略[3]、分支定界法[4]、模糊规划方法[5]等优化方案也被应用于解决此类问题。随后,智能算法[6-8]被引入到航班进离场优化中,Ciesielskid等[7-8]分别采用传统遗传算法、结合滑动时间窗策略的遗传算法优化航班进离场序列。上述研究均仅单独考虑进场、离场或是单跑道情况,未考虑航班延误时的机场空域容量及场面运行容量的限制。……