珠三角地区多机场系统航班时刻的仿真优化

珠三角地区机场分布稠密、空域紧张、航班延误率高。为降低该地区的航班延误,提出以延误分层模型为优化目标,采用空域机场仿真模型SIMMOD对珠三角地区多机场系统仿真建模和有约束限制的并行扰动随机近似(Simultane-ous Perturbation Stochastic Approximation,SPSA)优化算法相结合的方法,对珠三角地区多机场系统的航班时刻进行仿真优化研究。采用非光滑反馈对SPSA算法进行了改进。仿真结果表明采用这种仿真优化方法生成的新航班时刻,可有效降低总延误时间。研究对从整体上减少珠三角地区多机场系统的延误成本具有重要价值。

以降低航班延误为目标的仿真优化方法研究

由于珠三角地区机场密集、空域紧张,导致该地区交通拥挤、管制员工作负荷大、运行安全隐患多、航班延误率高等。为此,迫切需要研究在不增加空域机场设施投资和保证运行安全的情况下降低该地区航班延误率的方法。考虑到难以对复杂的空中交通系统进行数学建模,采用空域机场仿真模型SIMMOD对珠三角地区空域机场系统进行仿真建模,并与并行扰动随机近似(SPSA,Simultaneous Perturbation Stochastic Approximation)优化算法相结合,以航班总延误成本最小为目标同时将管制员工作负荷限制在安全水平,优化航班时刻的仿真优化方法,降低该地区的航班延误率。采用THEIL不等式系数法对SIMMOD模型进行验证;采用非光滑反馈对SPSA算法进行改进,提高了算法的收敛速度和精度。仿真结果表明,采用优化的新航班时刻,可降低航班总延误成本38%;停机位延误、滑行道延误以及空中延误分别降低延误时间30%、26%和55%。