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基于混合整数规划的机场滑行道优化研究

2013-08-16杨守剑

科技视界 2013年1期
关键词:优化模型

杨守剑

(江苏省交通技师学院,江苏镇江212006)

航班滑行规划是一个存在多种因素制约的复杂问题,受到预计推出时间、滑行道的布局、起飞间隔、出航间隔等因素的影响。近年来, 滑行过程中的不确定性对进离场航班延误的影响日益凸显。一些学者对此进行了一些研究, 他们主要根据给定的飞机滑行路径, 确定飞机经过滑行路径上各点的最佳时间来保证规划期内的机场航班的延误总和最小[1]。但是,所建立的模型没有全面考虑进场航班与离场航班同时运行时滑行道的优化分配方式。

针对上述不足之处,本文在文献[2]的研究基础上,考虑因飞机滑行路线冲突而产生的延误, 同时对其它诸如排序等条件进行综合分析,在基于改进的约束条件的基础上,提出一种进离场航班相互作用的混合整数规划方法。

1 航班滑行优化模型

首先定义以下:

E:两节点之间的有向边集,(vi,vj)∈Ei,i,j=1,2,…,n;

P:航班集合,D 为离场航班集合,A 为进场航班集合,D∪A=P;

k 为第k 个节点;

PBTi:离场航班i 的推出时间;

SSTi:进场航班i 到达停机位时间;

SATi:进场航班i 计划到达时间;

SDTi:离场航班i 计划起飞时间;

luv:节点u、v 之间的距离;

tiu:航班i 到达节点u 的时刻;

当航班i 先于航班j 到达节点u 时,二元变量ziju=1,否则为0;

我们目的是滑行时间最短,目标函数为:

式(2)对航班的顺序进行约束,当航班i 与航班j 的滑行路径同时使用节点u 时,确保任何时刻只有一架航班到达节点u:

式(3)限制了滑行中航班之间的超越,当航班i 与航班j 同时使用路径(u,v)时,顺序不能改变:

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