数学建模论文-航班调度.docVIP

不正常航班及其调度 【摘要】 本文将不正常航班恢复抽象为动态规划中的动态网络模型,采用整数0-1规划表述。我们以航空公司恢复不正常航班的成本最小为目标函数，采用动态网络技术建模。跟据下文论证推论（1）在恢复不正常航班采用路径调整策略总路径延误时间具有不变性，建立不正常航班恢复模型。本文中三个问题可以用同一个模型阶段，只是在不同问题的情况下有不同的初始延误数据与不同的飞机的调度。最后利用Lingo软件根据不同问题的实际情况赋予不同初始数据解得三个问题的最优解并给出解决不正常航班调度的最佳方案。 第一问，在数据处理阶段为使时间容易处理将每个航班的起始时间与终点时间以每天按1440分钟算（某航班起始时间12:00，记为720），在赋予初始延误数据时同一航班可能会有几个延误时间我们可取平均值。在动态网络模型中通过给飞行弧（见下文解释）添加平行的飞行弧表示不同时间的延误选择，在恢复航班的调整方案一15分钟间隔添加延误选择弧。在考虑机场ZLXY在13：00-15：00以及ZGKL在17：00-19：00被迫关闭两个小时的情况下，可以先分析该机场影响的所有航班及其导致它们的延误时间，再利用模型及算法求得最优解。 第二问，考虑2153飞机14：35在机场ZSPD过站检查时发现机务故障，飞机当天不可使用，5145飞机14：00在机场ZGHA过站检查时发现机务故障，16：00可以使用。在利用建立的模型求解可以把2153号飞机影响的后续航班视为取消航班，再利用模型及算法求得最优解。 第三问，综合考虑上述两种情况时不正常航班的恢复，可以将机场与飞机不正常情况的时刻重叠，再利用Lingo软件求得最优解。 最后本文还对实际的不正常航班恢复的具体方案给出了建议，对建立的模型在实际中的应用价值进行讨论，并提出了改进方案。 关键字： 不正常航班 动态网络模型 航班延误 航班恢复 匈牙利方法 1 问题重述 随着国民经济的高速发展和航空运输市场需求量的不断增长，国内各家航空公司相应加大了运力的投入。据美国波音公司预计，到2020年我国民航对各种类型客机的需求将达到3000架左右。运力的增长使航班量迅速增加，根据测算，“十五”期间，民航飞行班次年均增长13.5%，到2020年年均增长8.7% 。目前，我国空中交通流量分布不均衡，起降架次排名前十位机场的总起降次数占到全国总起降次数的一半以上，京、沪、穗机场到达终端区和华东部分区域空中交通容量已基本处于饱和状态，致使航班延误不断增加，给航空运输企业和旅客带来了不小的直接和间接经济损失。 航空公司为提高市场竞争力和最大化利用飞机资源，航班计划基本上没有为应对各种意外的变化留下松弛时间（Slack Time）。因为飞机资源的备份成本极高，也没有一家航空公司愿意专门为应付航班变化而让一架飞机空闲待命。这也是造成不正常情况下运力调配困难的主要原因之一。对于一个航空公司来说，不正常航班相关运行成本可能花费每年收人的3%，因此节省的潜能和空间是明显的。 航空公司之间的竞争日益剧烈，如何在不正常情况下实时地对航班进行调度，对飞机、机组人员进行重新优化指派，对旅客行程进行优化安排，对增加航空公司利润和提高竞争力显得尤为关键。 附件中列出飞机路线表、可飞机场表、机场时间表、机型交换成本表，在不考虑宵禁的情况下给出下列问题的解决方案。 问题1： 对于附件中给定的实际问题，考虑机场ZLXY在13：00-15：00以及ZGKL在17：00-21：00被迫关闭两个小时的情况下，设计一个航班恢复计划，使得航空公司损失达到最小。参考航空公司运营经验, 每个旅客延误1分钟的成本为1元, 取消航班按延误8小时计算延误成本。 问题2： 对于附件中给定的实际问题，考虑2153飞机14：35在机场ZSPD过站检查时发现机务故障，估计飞机当天不可使用，5145飞机14：00在机场ZGHA过站检查时发现机务故障，估计16：00可以使用。试设计一个航班恢复计划，使得航空公司损失达到最小。 问题3： 同时考虑机场临时关闭和发现机务故障的情况下，给出一个航班恢复计划。使得航空公司损失达到最小。 2 问题分析 本题是研究航空公司在遇到三种不同的情况下的不正常航班，怎样在使整个航空系统恢复正常而损失达到最小即恢复成本最小。联系实际，航空公司在恢复不正常航班时主要考虑重要航班与顾客人数多的航班延误的时间尽量少且尽量不要取消航班。在本文航空公司在恢复不正常航班主要考虑航空公司恢复成本最小。 仅考虑机场的短时间的关闭，导致航空公司的飞机在特定的时间不能离港与进港，如果该机场不是主干线机场影响的航班不多，很可能是