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不正常航班飞机和机组恢复模型与算法研究

不正常航班飞机和机组恢复模型与算法研究

作者：彭安娜南京航空航天大学

学位级别：硕士

不正常航班恢复问题一直是民航领域研究的重点和难点,具有重要的研究意义和价值。航班不正常带来的负面影响是巨大的且持续的,而如今,航空市场不停扩张,航空公司机队规模不断扩大,航班量大幅增加,更需要重视航班不正常的问题。首先,本... 详细信息

不正常航班恢复问题一直是民航领域研究的重点和难点,具有重要的研究意义和价值。航班不正常带来的负面影响是巨大的且持续的,而如今,航空市场不停扩张,航空公司机队规模不断扩大,航班量大幅增加,更需要重视航班不正常的问题。首先,本文研究了确定条件下航班不正常时飞机和机组一体化恢复问题。在飞机故障维修时间为确定值时,提出了基于列生成的一体化恢复思路。再根据飞机、机组和航班的恢复策略、特性、约束等,在航班连接网络和列生成原理的基础上,将飞机临时故障情况下的飞机和机组一体化恢复问题分解为路径指派的主问题和路径选择的子问题,并分别建立和设计了相应的数学模型。接着基于列生成和多标签算法,设计了飞机临时故障情况下的飞机和机组一体化恢复问题的求解算法。同时,采用Java调用Cplex的方法,模拟了三种测试场景,基于某航空公司实际运行的部分航班计划数据验证了确定条件下模型和算法的可行性、准确性和时效性。之后,在确定模型和算法的基础上,本文研究了不确定条件下的飞机和机组一体化恢复问题。根据随机规划理论,建立了飞机维修时间不确定时的一体化恢复模型。再利用机会约束理论和蒙特卡罗方法,根据飞机维修时间服从的两种分布分别设计了不同的求解算法。最后利用JAVA等工具,基于某航空公司实际运行的部分航班计划数据,分别验证了两种一体化恢复随机模型和求解算法的可行性。

关键词：不正常航班飞机恢复机组恢复随机参数列生成

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不正常航班恢复的一种改进的列生成算法

南京航空航天大学学报 2014年第2期46卷 329-334页

作者：吴刚严俊南京航空航天大学民航学院南京210016 中国民航科学技术研究院科技处北京100028

分析了由飞机资源短缺造成的航班不正常情况,将该问题视为带有容量约束的多个商品的整数最小费用流问题,建立了多商品网络流数学模型。采用列生成算法框架求解该大规模整数规划问题。一般的列生成算法是每次迭代过程只加入一个列,造成... 详细信息

分析了由飞机资源短缺造成的航班不正常情况,将该问题视为带有容量约束的多个商品的整数最小费用流问题,建立了多商品网络流数学模型。采用列生成算法框架求解该大规模整数规划问题。一般的列生成算法是每次迭代过程只加入一个列,造成迭代次数过多,因而降低了算法效率低。文中采用每次迭代过程中加入多个列,并对加入的多个列应该满足的条件进行了分析。最后给出的算例验证了该方法的正确性和有效性。

关键词：不正常航班多商品网络流列生成

不正常航班引起的群体事件处置对策研究——以CEA公司为例

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不正常航班引起的群体事件处置对策研究——以CEA公司为例

作者：张艺锌华东政法大学

学位级别：硕士

随着国民经济不断发展,航空运输量迅猛增长。以我国当前航运资源情况来看,尚不能很好的适应未来航空业的发展形势。航空量非正常增长对航空公司来说并非是收入的增长,反而导致旅客纠纷和经济损失增加。近年来,由不正常航班引起的旅客群... 详细信息

随着国民经济不断发展,航空运输量迅猛增长。以我国当前航运资源情况来看,尚不能很好的适应未来航空业的发展形势。航空量非正常增长对航空公司来说并非是收入的增长,反而导致旅客纠纷和经济损失增加。近年来,由不正常航班引起的旅客群体性事件时有发生,且数量有逐年增长的势头,这不仅影响了航空市场秩序,也不利于航空业经济效益增长,还会对社会和谐稳定造成较大影响。但近年来,航空公司在处理因不正常航班引起的旅客群体性事件时,也暴露出了许多突出性的问题。例如前期干预环节,机场职能缺位故不能及时介入事件调查,导致游客大量聚集在登机口或柜台附近,现场十分混乱,场面失控;在中期处置环节,各航空公司的处理方法也存在不当之处,一些大型航空公司为了保证企业声誉,会给予旅客较高的经济赔偿,而一些小型航空公司则采取能不赔就不赔的态度,赔偿金额商定方面引起了旅客巨大的不满;在后期处理环节,经常出现群体性骚乱事件,机场公安在应对这类事件时缺乏充足的法律依据,现有法律法规可操作性不强。鉴于此,本文将研究不正常航班引发的群体性事件应急处理对策。本文选取CEA公司为例,从CEA公司的典型旅客群体性事件实际案例分析入手,探讨群体事件处置对策,从不正常航班的定义以及造成不正常航班的原因出发,通过对CEA公司不正常航班的既有处置方式,以及航班不正常引发旅客群体事件事后处置过程中存在的问题进行研究,探讨我国机场部门、航空公司以及政府相关部门,在不正常航班引发旅客群体事件的处置过程中,应当采取及改善的策略。通过本文研究,旨在能够及时、积极应对不正常航班引起的群体事件,并改善此类群体事件的处置策略,将其不良影响减少到最低,在保护乘客的合法权益的同时,减少航空公司损失,维护机场治安,从而促进我国民航业的蓬勃发展。

关键词：不正常航班群体性事件群体性事件处置对策

基于改进GRASP算法的多场景不正常航班恢复问题研究

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基于改进GRASP算法的多场景不正常航班恢复问题研究

作者：杨慧北京交通大学

学位级别：硕士

伴随时代的进步,人民生活水平不断提高,快捷、舒适的航空运输方式成为更多旅客的选择。但在航班执行过程中,航班晚点、取消的现象时有发生,航班没有按照计划正常执行会影响旅客出行安排,不仅给航空公司造成经济损失,还会为航空系统整体... 详细信息

伴随时代的进步,人民生活水平不断提高,快捷、舒适的航空运输方式成为更多旅客的选择。但在航班执行过程中,航班晚点、取消的现象时有发生,航班没有按照计划正常执行会影响旅客出行安排,不仅给航空公司造成经济损失,还会为航空系统整体运行效率带来负面影响。因此,当不正常航班现象发生时,航空公司需要快速做出反应,生成新的航班计划,减少不正常航班所带来的损失。针对航班恢复问题的研究已获得了较为丰富的成果,但目前大多机场采用的航班调整系统依旧依赖签派员,当大面积航班延误现象发生时,需要5个小时左右才能完成恢复。这是因为目前的研究所得模型或算法无法覆盖航空公司在实际运行情况下对航班恢复的需求,随着航空产业不断发展,航空公司在生成不正常航班恢复方案过程中提出了更多的限制与要求。因此,本文将从航空公司角度出发研究不正常航班恢复问题,使得研究所得的恢复方案在航班恢复速率与方案质量满足实际需求的基础上,还更能贴近实际应用的需求。本文以不正常航班问题为研究对象,主要研究内容和成果如下:(1)结合航空公司对航班恢复方案的实际需求,从约束、策略到目标三个方面对不正常航班恢复问题进行总结,并对不正常航班产生原因和问题处理难点进行分析。(2)以造成不正常现象产生的对象为划分依据,将不正常航班恢复问题划分为五种问题场景;在各个场景下,以恢复成本最小为目标,综合考虑飞机路线恢复的基本需求和人工添加的特殊需求,建立多个求解单一问题场景航班恢复问题的模型。考虑到航班计划在实际运行中存在多种问题场景同时发生的情况,通过将分场景模型进行整合,构建了求解多场景航班恢复问题的混合模型。(3)改进传统GRASP算法。GRASP算法,全称为贪心随机自适应搜索算法,修改主要体现在两个方面:第一,针对不同单一问题场景及混合场景分别设计了初始解、邻域解的构造及评价方式,该设计能够加快算法求解速度;第二,修改了邻域解备选池,采用模拟退火算法改进邻域解备选池存储规则,改进了邻域解的选择方式,该措施能够降低问题求解过程中算法陷入局部最优的概率。(4)实例分析。以国内某航空公司一天的实际航班数据为研究对象,分场景设计故障参数,进行案例分析,验证算法可用性。设计多场景案例对比改进算法与传统GRASP算法的恢复结果,验证算法有效性。结果表明,本文改进的模型和算法能够满足不正常航班恢复问题在运行效率和优化目标方面的实际需要,相对于传统GRASP算法,改进后算法在速度上提高了28.02%,从成本考虑,改进后的算法所需恢复成本更小,优于传统GRASP算法。

关键词：航空运输多场景航班恢复改进GRASP算法不正常航班

基于最小费用流模型的不正常航班恢复问题研究

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重庆大学学报（自然科学版） 2020年第9期43卷 73-80页

作者：李炎隆卜鹏余菲张岳张昕西安理工大学水利水电学院西安710048 西安理工大学自动化与信息工程学院西安710048

突发事件会导致航班计划无法按原计划执行,给航空公司及旅客带来巨大损失。而航班恢复问题的难点除了相关因素的复杂性,主要的体现在恢复方案的即时性。因此,为了提出快速有效的航班恢复方案,以降低损失,笔者通过时空网络技术对不正常... 详细信息

突发事件会导致航班计划无法按原计划执行,给航空公司及旅客带来巨大损失。而航班恢复问题的难点除了相关因素的复杂性,主要的体现在恢复方案的即时性。因此,为了提出快速有效的航班恢复方案,以降低损失,笔者通过时空网络技术对不正常航班的恢复问题进行描述,实现了对航班在空间和时间上的追踪。基于最小费用流模型,建立了以最小总延误时间为目标函数的整数规划模型,模型同时考虑了航班延误,飞机置换及航班取消的调度策略,并提出采用Floyd-Warshall算法对建立的模型进行求解。最后,通过算例对模型及算法进行验证。研究结果表明:针对突发状况,建立的模型及算法可提出合理的航班恢复方案,证明了模型及算法的可行性及有效性。建立的模型具有普适性,对不正常航班恢复问题的研究具有借鉴意义。

关键词：航空运输不正常航班最小费用流模型 Floyd-Warshall算法时空网络整数规划模型

基于离散时空网络的航空公司不正常航班计划恢复研究

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基于离散时空网络的航空公司不正常航班计划恢复研究

作者：任云鸿中国民航大学

学位级别：硕士

航空运输运行在不确定的环境中,受恶劣天气、飞机故障等因素影响,航班不正常运行事件频发,导致航空公司的成本损失与商誉损失。优秀的航班恢复处置方案可以有效减少由航班不正常运行产生的运行成本。因此,不正常航班计划恢复是航空公司... 详细信息

航空运输运行在不确定的环境中,受恶劣天气、飞机故障等因素影响,航班不正常运行事件频发,导致航空公司的成本损失与商誉损失。优秀的航班恢复处置方案可以有效减少由航班不正常运行产生的运行成本。因此,不正常航班计划恢复是航空公司运行控制业务的重要一环。不正常航班恢复问题是一种复杂的组合优化问题,具有NP-Hard性质。同时,航班调度问题的影响因素与恢复方案呈现多样性与复杂性。为对航班不正常运行事态提供快速高效的处置方案,提出一种基于离散时空网络的航空公司不正常运营计划恢复方法。首先,分析影响航班正常运行的因素,构建机场关闭与飞机故障两类不正常运营的场景。进一步总结航空公司采取的恢复措施以及恢复流程,比较当前研究采用的模型及算法,结合典型算例分析模型的计算规模,从而提出本文采用的算法与模型。其次,针对飞机不可用与机场关闭两个常见的延误场景,设计离散时空网络算法,以实现对航班恢复过程中飞机运行状态的精确捕捉。结合典型算例对所提算法进行验证,生成所有可行的航段方案。再次,通过引入航班相异度惩罚,构建了最小成本模型,提高了模型中航班延误成本的精度,以此为基础建立基于航线的航班恢复数学模型。结合intlinprog求解器对航班恢复模型进行求解,并分析当前求解方法的弊端。最后,针对邻接矩阵无法存储时空网络图重复边的问题,通过设计三元组存储单元,改进算法存储结构,使其适应于有重复边的图搜索问题。设计深度优先搜索算法求得单飞机航线解空间,为每架飞机构建航班恢复方案集合。结合约束条件对模型的约束制定剪枝原则,采用分支定界的方法实现模型的快速精确求解。结合实际航班不正常运行案例进行仿真实验,表明本文所提模型对求解航班恢复问题有较好的效果。为实现航班不正常运行过程中飞机路线的快速恢复,本文面向机场关闭和飞机故障两类延误情景,设计离散时空网络算法,并提出了深度优先搜索与分支定界相结合的求解算法,制定的恢复方案对指导航空公司实际运营调度具有一定的参考意义。

关键词：不正常航班航班调度离散时空网络深度优先搜索分支定界法

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航空公司不正常航班调整优化研究

航空公司不正常航班调整优化研究

作者：齐放中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

随着我国民航业的快速发展,对航班运输量的需求不断增加,航空公司通过安排每架飞机每天执行多个连续的航班计划,使飞机、机组等资源最大化利用,来满足运输需求并获得更多收益。但由于航班串中的航班共用一架飞机,也因此带来更复杂的延... 详细信息

随着我国民航业的快速发展,对航班运输量的需求不断增加,航空公司通过安排每架飞机每天执行多个连续的航班计划,使飞机、机组等资源最大化利用,来满足运输需求并获得更多收益。但由于航班串中的航班共用一架飞机,也因此带来更复杂的延误问题,航班延误不再是单一的延误,不仅发生在当前航班,而是会产生雪崩式反应,将延误向下传播影响下游航班,甚至可能通过运输网络波及到其他关联航司,造成更大面积的延误。本文针对航班延误进行事前调整,在对航班延误因素以及波及延误进行分析后,对航班串中的航班进行延误预测,然后对航班计划时刻进行调整,改变计划过站松弛时间来减少波及延误,控制波及延误在航班串中的传播。本文主要研究结果如下:首先,运用收集到的某航空公司的历史航班运行数据,建立航班串的贝叶斯网络模型,通过NETICA软件将航班串的运行数据可视化,仿真出航班延误传播的过程,对波及延误进行分析,找到航班串中影响航班离港延误的因素,得出相关结论,为后文的航班延误预测及航班计划调整提供理论基础。其次,基于上文航班串延误因素的分析确定影响航班离港的延误因素,对于非首班航班建立考虑延误波及的离港航班的贝叶斯网络预测模型,结合实际运行数据,得到预测结果及预测的准确性。航班串中包括非首班航班与首班航班,但由于首班航班没有受到波及延误,所以使用加权马尔科夫链模型对首发航班的离港延误进行预测,结合实际运行案例,得到预测延误等级的结果,为后文的过站松弛时间调整提供决策支持。最后,依据航班延误预测,对延误航班的航班计划进行事前调整,以航班串中最小波及延误为目标函数,通过建立基于延误等级的过站松弛时间优化模型来对航班计划中的离港时刻进行调整,来达到调整过站松弛时间的目的,并使用运筹学中常用求解优化问题的软件IBM ILOG CPLEX对实例进行求解,得到调整后可以减少的延误结果。本文的研究利用真实的数据以及模型与软件进行仿真分析与计算,在航班延误预测的基础上对延误的航班计划做事前调整,且调整模型既减少了延误又保证了航空公司的收益与运输需求,能够为航空公司提供一定的思考与理论支持,对提高航班的正常率有重要的科学意义和现实意义。

关键词：不正常航班波及延误贝叶斯网络模型加权马尔科夫链过站松弛时间航班计划时刻

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不正常航班恢复问题研究

不正常航班恢复问题研究

作者：赵鹏北京邮电大学

学位级别：硕士

航空公司排班表的准时性是保留当前顾客以及吸引新乘客的关键因素。但是由于民用航空运输系统十分复杂,许多原因会导致航班计划不能正常执行。天气,空中交通流量控制,机场安检,旅客自身原因,机组人员临时缺乏等原因会导致航班不能正常执... 详细信息

航空公司排班表的准时性是保留当前顾客以及吸引新乘客的关键因素。但是由于民用航空运输系统十分复杂,许多原因会导致航班计划不能正常执行。天气,空中交通流量控制,机场安检,旅客自身原因,机组人员临时缺乏等原因会导致航班不能正常执行,即发生不正常航班,也叫航班中断。航班中断会影响航空公司的正常运作,有些航班不得不取消或者延误,会给航空公司造成巨大的经济损失,另外航班的延误或者取消给乘客带来了极大的不便,影响航空公司的声誉。不正常航班的运行控制管理水平越来越受到国内航空公司的重视,优化控制,算法设计也成为国内不正常航班研究的热点问题。本文首先从航空运输中资源的角度分析不正常航班给航空运营带来的影响,并给出当前主要的不正常航班恢复措施。而后针对航空公司的运输网络,航班计划及机组排班计划特点,研究不正常航班发生时的航班调度问题。主要工作如下：离散时空网络基本结构分析以及网络构建算法的编程实现;而后基于此离散时空网络构建成本最小的不正常航班恢复调度模型,模型考虑了航班取消成本,航班延误成本,旅客滞留成本;模型求解使用两种算法,改进的列生成算法和分支定价算法。改进的列生成算法将最短路径优先算法(Shortest Path First Algorithm, SPFA)引入到列生成的计算法框架中,用于子问题求解;分支定价算法实现时,在分支定界树中的每个节点处调用改进的列生成算法,直到得到整数解为止;最后,使用一家航空公司的航班排期表对本文提出的模型和求解算法进行验证,证明模型和算法求解不常航班恢复问题是有效的。

关键词：不正常航班最小成本模型离散时空网络列生成算法分支定价法

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不正常航班下机场服务流程安全评估方法研究

不正常航班下机场服务流程安全评估方法研究

作者：高宁煜南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着飞机制造水平的提高和旅客选择航空出行方式比例增大,民航市场份额逐步扩大。机场航站楼作为民航运输的中转节点,承担着重要的角色和功能,而航站楼内由于不正常航班引发的航班延误和安全隐患是关注的热点问题。目前国内外对于不正... 详细信息

随着飞机制造水平的提高和旅客选择航空出行方式比例增大,民航市场份额逐步扩大。机场航站楼作为民航运输的中转节点,承担着重要的角色和功能,而航站楼内由于不正常航班引发的航班延误和安全隐患是关注的热点问题。目前国内外对于不正常航班问题的研究,多集中在航班恢复问题和旅客补偿机制,缺少不正常航班引发的安全问题的根源分析和航站楼服务流程优化的相关研究。本文通过建立航站楼旅客服务排队网络模型,从稳态与非稳态角度定量分析服务流程的瓶颈环节。首先开展不正常航班原因与安全风险特征分析,利用粗糙集方法对不正常航班原因与航班延误等级进行关联分析,建立不正常航班预警等级判断准则。从排队系统稳态和非稳态角度出发,构建航站楼旅客服务流程的排队网络模型,计算系统平均排队长度、平均逗留时间等指标,分析服务流程的瓶颈点。选取国内某航站楼出发流程,分析排队网络模型在服务流程瓶颈评估中的可行性。最后建立旅客服务流程优化模型,测算系统安全平稳运行的最少服务设施数量和最低服务效率,选取国内某航站楼的实例进行验证分析。根据不正常航班根原因与安全预警的关系分析,帮助管理者进行流程改进或重构,升级服务设施,在一定程度上消除瓶颈环节的制约,改善机场的服务水平,降低各类诱发性事件的风险。

关键词：不正常航班排队网络模型粗糙集流程优化安全风险