机场终端区飞机排序问题研究.docx

机场终端区飞机排序问题研究.docx上海交通大学硕士学位论文机场终逆区飞机塹回题的研究姓名:吴靓申请学位级别:硕士专业:控制工程指导教师:何星20050501机场终端区飞机排序问题的研究摘要近年来,随着我国经济的高速增长,民航运输业得到迅猛发展。空中交通量的显著增加,导致了空中交通的拥挤。特别在繁忙机场终端区,已形成了交通流量的饱和,易造成航班延误。针对终端区流量管理的特点,论文I韦I绕机场终端区飞机排序问题进行了研究,为有效利用空域资源,缓解日益增长的交通需求量所带来的孑盾做一些理论上的探索和实践。木文首先介绍了空中交通流量管理中的基木知识和当前国内外空中交通流量管理系统的发展现状。然后论述了终端区流量管理的主要内容,解释了终端区流量管理涉及的概念。同时,対终端区的空域结构和飞机进入终端区后的飞行过程进行了简要说明。终端区的飞机排序问题是终端区流量管理的一项重要任务,论文对国内外一些主要的终端区飞机队列排序算法进行了归纳说明。本文主要研究的是单跑道机场终端区的飞机队列排序问题。利用不同类型飞机之间要求保持的尾流间隔不同的特点,为了达到减少排序时间的冃的,本文将终端区飞机队列的排序问题等效为一个TSP问题。考虑到由飞机性能等因素决定飞机着陆时往往具有一个着陆时间窗,因此在模型中加入了时间约束。结合飞机排序的实际情况,将时间约朿条件转化为目标函数,建立了以最小化飞机排序队列耗费总时间即着陆时间和延误时间之和为目标的具有时间约束的TSP模型,从而确定了飞机排序模型。终端区飞机排序是一类组合优化问题,随着飞机数目的增加,运算量将急剧增人,运用现代优化算法来求解这类问题是一种有效方法。本文采用模拟生物进化的遗传算法來求解飞机排序模型。论文介绍了遗传算法的特点、基本操作和工作流程,着重阐述了利用遗传算法求解飞机排序这一具体问题时,对问题的参数、编码形式、适应度函数、遗传算子、终止条件等如何进行确定的过程。采用路径表示的编码方法,将目标函数转化为适应度函数,利川***赌选择、部分匹配交叉等操作对模型进行求解。在实现遗传算法功能的基础上,分别对不同飞机队列实例进行运算。通过运算结果以及对运算结果的分析,验证了该模型及算法的有效性。此外通过调整排序模型日标函数中的参数,可以改变优化H标,得到所需的排序队列,有效减少飞机着陆时间和空中延误时间。本文所述的飞机队列排序模型和算法为解决终端区空中交通流量管理中的科学优化排序问题提供了一种途径。关键词:空中交通流量管理,机场终端区,排序模型,遗传算法RESEARCHOFAIRCRAFTSEQUENCINGPROBLEMINAIRPORTTERMINALAREAABSTRACTForrecentyears,withtherapiddevelopmentofeconomyinourcountry,thereisasignificantgrowthofcivilaviationtraffic・,,,',thesequencingprob