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飞机和机组一体化恢复的约束规划模型

朱博 朱金福 高强

朱博, 朱金福, 高强. 飞机和机组一体化恢复的约束规划模型[J]. 交通运输工程学报, 2013, 13(1): 77-83. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2013.01.012
引用本文: 朱博, 朱金福, 高强. 飞机和机组一体化恢复的约束规划模型[J]. 交通运输工程学报, 2013, 13(1): 77-83. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2013.01.012
ZHU Bo, ZHU Jin-fu, GAO Qiang. Constraint programming model of integrated recovery for aircraft and crew[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2013, 13(1): 77-83. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2013.01.012
Citation: ZHU Bo, ZHU Jin-fu, GAO Qiang. Constraint programming model of integrated recovery for aircraft and crew[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2013, 13(1): 77-83. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2013.01.012

飞机和机组一体化恢复的约束规划模型

doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2013.01.012
基金项目: 

国家自然科学基金项目 61079014

中国民航局软科学基金项目 MHRD201053

详细信息
    作者简介:

    朱博(1987-), 女, 江苏镇江人, 南京航空航天大学工学博士研究生, 从事空中交通管理研究

    朱金福(1955-), 男, 江苏常州人, 南京航空航天大学教授, 工学博士

  • 中图分类号: V355.2

Constraint programming model of integrated recovery for aircraft and crew

More Information
  • 摘要: 分析了飞机和机组运行计划的特点与异同, 以最小化恢复总成本为目标函数, 以飞机、航班、机组和机场的时空衔接、流平衡等为约束条件, 建立了飞机和机组一体化恢复的约束规划模型。针对一体化恢复问题的特点和模型结构, 利用混合集合规划方法设计搜索算法, 并进行了实例验证。计算结果表明: 对小规模问题, 约束规划模型与分阶段恢复方法得到的结果一致, 延误均为6 020 min; 对中大规模问题, 约束规划模型与分阶段恢复方法求得的延误分别为9 670 min和12 840 min, 约束规划模型比分阶段恢复方法减少约24.69%的延误; 分阶段恢复方法在约22.2%的情况下无法求得可行解。可见, 约束规划模型可行。

     

  • 图  1  航班衔接方式

    Figure  1.  Transfer mode of flight

    表  1  算例1的航班计划

    Table  1.   Flight schedules of example 1

    航班编号 起飞机场 降落机场 起飞时间 降落时间 飞机编号 机组编号
    101 上海虹桥 成都 08:20 11:40 1 1
    102 成都 上海虹桥 12:30 15:10 1 1
    103 上海虹桥 三亚 17:05 20:00 1 2
    104 三亚 上海虹桥 21:05 23:50 1 2
    105 上海虹桥 台北 09:20 11:00 2 3
    106 台北 上海虹桥 12:00 13:30 2 3
    107 上海虹桥 哈尔滨 14:25 17:05 2 3
    108 哈尔滨 上海虹桥 18:00 20:40 2 3
    109 上海虹桥 济南 21:30 22:25 2 3
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    表  2  算例1计算结果

    Table  2.   Calculation results of example 1

    航班编号 飞机编号 机组编号 起飞时间 降落时间
    101 1 1 08:20 11:40
    102 1 1 12:30 15:10
    103 1 2 17:05 20:00
    104 1 2 21:05 23:50
    105 2 2 11:10 12:50
    106 2 3 13:40 15:10
    107 2 3 16:00 18:40
    108 2 3 19:30 22:10
    109 2 4 23:00 23:55
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    表  3  算例2的航班计划

    Table  3.   Flight schedules of example 2

    航班编号 起飞机场 降落机场 起飞时间 降落时间 飞机编号 机组编号
    201 南京 首尔 08:15 10:15 3 5
    202 首尔 盐城 11:15 13:00 3 5
    203 盐城 首尔 13:40 15:10 3 5
    204 首尔 南京 16:10 17:50 3 5
    205 南京 广州 19:00 20:50 3 6
    206 广州 南京 21:55 23:55 3 6
    207 南京 厦门 08:00 09:40 4 7
    208 厦门 南京 10:30 12:10 4 7
    209 南京 西安 13:00 14:55 4 6
    210 西安 南京 15:55 17:35 4 6
    211 南京 北京 19:55 21:25 4 8
    212 北京 南京 22:15 23:45 4 8
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    表  4  算例2计算结果

    Table  4.   Calculation results of example 2

    航班编号 飞机编号 机组编号 起飞时间 降落时间
    201 3 5 15:00 17:00
    202 3 5 17:40 19:25
    203 3 5 20:05 21:35
    204 3 8 22:15 23:55
    205 取消
    206 取消
    207 4 7 15:00 16:40
    208 4 7 17:20 19:00
    209 4 6 19:40 21:35
    210 4 6 22:15 23:55
    211 取消
    212 取消
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    表  5  九个算例比较

    Table  5.   Comparison of nine examples

    算例编号 飞机数量 日航班数量 机组数量 飞机与机场故障数量
    3 2 12 4 1
    4 3 20 6 3
    5 4 26 8 3
    6 5 32 11 3
    7 6 36 13 3
    8 7 40 14 2
    9 8 46 16 3
    10 9 54 18 3
    11 10 62 18 3
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    表  6  两种计算结果对比

    Table  6.   Comparison of two calculation results

    算例编号 方法 取消航班数量 延误航班数量 加机组数量 延误/min
    3 S 0 5 0 1 220
    I 0 5 0 1 220
    4 S 0 11 0 2 680
    I 0 11 0 2 680
    5 S 4 0 0 2 120
    I 4 0 0 2 120
    6 S 无可行解
    I 2 7 0 2 235
    7 S 2 8 2 3 665
    I 0 9 0 2 075
    8 S 0 12 0 2 525
    I 0 7 0 1 350
    9 S 0 19 0 3 415
    I 2 14 0 3 025
    10 S 0 19 0 3 235
    I 2 16 0 3 220
    11 S 无可行解
    I 4 22 4 4 500
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  • 收稿日期:  2012-08-18
  • 刊出日期:  2013-02-25

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