考虑巡航速度控制的飞机路径恢复优化

为了降低受扰航班造成的经济损失,针对具有机场容量限制约束的飞机路径恢复问题,在基本恢复策略的基础上考虑巡航速度控制,构建了基于连接网络的恢复模型。为进一步提高求解速度,针对性地设计列生成初始化方法。实验结果表明,设计的列生成算法能够在合理的时间内给出解决方案;巡航速度控制的运用对飞机路径恢复问题有很好的调节作用,能够显著降低恢复成本。

面向交通信息采集的无人飞机路径规划

引入无人飞机作为城市道路固定交通检测设备的辅助手段,部署无人飞机进行道路交通信息采集,提出了无人飞机的路径规划问题.考虑了无人飞机数量有限,不足以对所有目标进行侦察的情形,建立了以总巡航距离最短、巡航目标数量最多的多目标优化模型,提出了可行路径的重组方法,构造了求解该问题的非支配排序遗传算法.案例分析结果表明:构造的算法可以求出无人飞机路径规划的近似最优解,与最优初始可行解相比,总巡航距离减少了13.07%,巡航目标数量增加了41.67%.最后,讨论了无人飞机在道路交通信息采集中可能面临的问题.

基于波及延误的飞机路径随机优化模型

为了对航班延误进行有效的事前控制,挖掘后继航班独立延误对飞机路径整体延误的影响,建立了更加精确的独立延误和波及延误算法流程,侧重研究与航班计划变更无关的独立延误的统计分布。在拟合出航班独立延误服从对数正态分布的基础上,建立了以波及延误最小为目标函数的飞机路径随机优化模型。求解过程中通过已知分布将随机模型转化为确定性模型,降低了模型的求解难度。最后将该模型应用于国内某一航空公司运行数据,优化后的波及延误降低了28%,成本降低17.37%。结果表明,基于统计分析基础上的飞机路径优化模型可以提高航班计划的先行鲁棒性。

单架飞机受干扰后飞机路径恢复多项式算法研究

飞机路径恢复是航班调整中保证航班能够运行的必要条件之一,而传统目标下的飞机路径优化问题是NPhard的。本文针对单架飞机受到干扰后,基于最小最大目标的同机型飞机路径最优化问题,给出了一个新的多项式时间算法。首先基于航空公司调整航班的常用原则,提出把最大航班延误时间最小化作为问题的目标。然后根据问题的一些特点和目标形式,设计出解构造算法,得到飞机路径恢复问题的最优解,并分析出算法的复杂度为O(n^2)。相对于一般的最小最大二分图匹配算法(复杂度为O(n^3log(n))),该算法具有较小的时间复杂度。最后用实例验证了解构造算法的有效性。该研究结果将为航空公司减少航班延误提供理论和方法支持。

随机扰动下的飞机路径恢复问题研究

针对引起航班不正常的代表性原发因素之一——机械故障进行分析,基于大量数据构建以最小化延误恢复总成本为目标函数,以飞机、航班和机场的时空衔接、流平衡等为约束条件,建立了航班时刻与飞机路径共同恢复的约束规划模型。针对恢复问题的特点和模型结构,利用基于Benders分解算法进行了实例验证。计算结果表明,提出的飞机路径恢复模型在考虑将飞机故障恢复时间作为随机因素的情况下,具有良好的实用性与有效性。

基于多目标规划的飞机路径恢复最优化算法研究

本文针对同一机场中同机型的多架飞机受到干扰后,飞机路径恢复的多目标最优化问题进行研究。首先根据航空公司实际航班调整的常用原则和航班干扰管理的基本思想,基于连接网络建立多目标规划模型,其中两个目标按照优先级排列:第一个目标为最小化航班的最大延误时间,第二个目标为最小化参与交换的飞机数量。然后根据该问题的航班波结构特点,结合求解多目标规划的分层序列法,分析优化问题的若干最优性质,并基于快速排序算法和最小费用路算法设计出多项式算法。最后用算例验证了算法的有效性。该研究结果可以为航空公司减少航班延误提供理论和技术支持。

飞机维修路径研究热点与前沿——基于CiteSpace的可视化分析

近年来,随着民航运输业的飞速发展,飞机维修路径规划研究越来越受到重视。为了探究飞机维修路径规划问题的研究现状、研究热点以及前沿趋势,以中国知网(CNKI)和Web of Science核心数据库2000年1月—2022年12月收录的国内外飞机维修路径规划研究的相关文献作为分析数据,将CiteSpace V软件作为辅助研究工具,分析飞机维修路径规划研究领域的研究人员、研究机构及其合作关系,结合知识图谱与文献内容总结该领域的研究热点与研究前沿。考虑国内的飞机维修路径规划研究情况,针对我国在该领域的研究趋势及重点研究内容提出研究建议,为今后飞机维修路径规划研究提供参考。

航线联营下基于转运的飞机航线路径优化

为解决航空运输成本高,运输资源闲置、浪费多的问题,对航线联营下基于转运的飞机航线路径优化问题进行研究。基于货物转运问题,考虑联盟对运营的影响,引入航空联盟选择概率,确定转运前后航段运输的承运及托运问题,并考虑托运运输的衔接问题。由于航空网络中双机场容量限制,运行中全货机飞行时段及空域容量的限制,以总成本最小化为目标,建立了航线联营下基于转运的航线路径优化模型(T-AAAFRP)。设计了改进的遗传算法求解模型。通过实例分析,研究选址和路径优化问题。研究结果表明:设计的算法具有较高的收敛性;转运点数量变化的过程中,双机场城市总被选择作为转运点;需求量、飞机固定成本的变化对优化决策有较大影响;飞机载重量、联盟承运与托运的分摊系数、决策者风险偏好的变化对优化决策有较小影响;总体上转运点数量越多,所承担的总成本越小,使用的飞机数量越少。

飞机维修计划编排问题的研究综述

为了保障飞机的持续适航,飞机需要定期进行各类维修检查。本文对飞机维修计划及相关问题进行了描述总结,旨在为航空公司决策提供思路的同时为后续的学术研究提供理论参考。首先,根据提前期的时长将维修计划的编排划分为长期、中期和短期三个阶段。在长期计划编排阶段,本文简单总结了文献中用于定检计划编排的算法,并着重介绍了一种两阶段长期维修计划的编排方法。在短期计划编排阶段,大部分飞机短期维修路径规划问题的网络建模可以归类至基于路径和基于弧这两种类型。其中,基于弧的建模方式又可分为基于时空网络和连接网络这两种类型。另外,考虑到飞机延误的影响,本文展开讨论了维修计划的恢复。最后,本文补充介绍了与飞机维修相关的维修站点规划、其他维修资源安排以及数据驱动下的维修监测等问题,并对未来的研究方向给出了建议。

基于延误传播的飞机排班一体化鲁棒优化模型

为了减少航班延误对航班运行计划的影响,在分析航班延误传播特性及其分布的基础上,以总波及延误时间最少和航空公司运营成本最小为优化目标,建立了双目标飞机排班一体化网络流鲁棒优化模型.将该模型应用于国内某航空公司的实际运营数据进行实例分析,利用列生成和分枝定价法求解,结果表明:用本文模型优化后的航班计划使航班延误传播减少了41%;运营总成本比航空公司实际成本减少了11.33%,比没有考虑鲁棒性的飞机排班一体化模型的成本减少了9.93%.

Engine-Out Takeoff Path Optimization for Large Civil Aircraft

Maximum regulated takeoff weights and hence payloads of large commercial jets are limited by government regulations which take into account local airport conditions as well as a variety of safety factors. One of the challenging conditions that must be met is linked to a minimum obstacle clearance in the unlikely event of an engine failure on the runway at the worst possible time. This requirement becomes an overriding factor for airports surrounded by challenging terrain, and therefore a well defined takeoff path out of these airports has the potential to transform a financially unsustainable operation into a commercially viable one. The research described in this paper represents an ongoing attempt to resolve this important problem and makes use of recent advances in robot path planning techniques.

An optimization model of UAV route planning for road segment surveillance

Unmanned aerial vehicle(UAV)was introduced to take road segment traffic surveillance.Considering the limited UAV maximum flight distance,UAV route planning problem was studied.First,a multi-objective optimization model of planning UAV route for road segment surveillance was proposed,which aimed to minimize UAV cruise distance and minimize the number of UAVs used.Then,an evolutionary algorithm based on Pareto optimality technique was proposed to solve multi-objective UAV route planning problem.At last,a UAV flight experiment was conducted to test UAV route planning effect,and a case with three scenarios was studied to analyze the impact of different road segment lengths on UAV route planning.The case results show that the optimized cruise distance and the number of UAVs used decrease by an average of 38.43% and 33.33%,respectively.Additionally,shortening or extending the length of road segments has different impacts on UAV route planning.

Path-tracking Control of a Tractor-aircraft System

An aircraft tractor plays a significant role as a kind of important marine transport and support equipment. It＇s necessary to study its controlling and manoeuvring stability to improve operation efficiency. A virtual prototyping model of the tractor-aircraft system based on Lagrange＇s equation of the first kind with Lagrange mutipliers was established in this paper, According to the towing characteristics, a path-tracking controller using fuzzy logic theory was designed. Direction control herein was carried out through a compensatory tracking approach. Interactive co-simulation was performed to validate the path-tracking behavior in closed-loop, Simulation results indicated that the tractor followed the reference courses precisely on a flat ground.