【摘要】：旅客行李處理作為機場的核心業(yè)務(wù)之一,實現(xiàn)其全流程自動化對推進“智慧機場”建設(shè)意義重大。論文針對當(dāng)前行李拖車碼放和飛機貨艙碼放環(huán)節(jié)中存在的勞動密集、效率低下問題,開展了航空行李碼放算法研究。通過對其學(xué)術(shù)內(nèi)涵“三維裝箱問題”研究現(xiàn)狀的全面梳理,發(fā)現(xiàn)已有算法的約束條件及優(yōu)化目標(biāo)與實際需求匹配度較低。為此,引入了機器學(xué)習(xí)領(lǐng)域聚類算法和飛機貨艙特殊空間約束,確定了與碼放環(huán)節(jié)相契合的兩類裝箱問題,并提出了求解方案。具體包括以下內(nèi)容:構(gòu)建了兩類裝箱問題的數(shù)學(xué)模型。基于對行李拖車碼放問題、飛機貨艙碼放問題特點的分析,提出了包含拖車車廂約束的多箱布局模型與包含貨艙特殊空間約束的單箱布局模型,并將之用數(shù)學(xué)語言表達,為算法設(shè)計提供支撐。針對行李拖車碼放問題,設(shè)計了一種含聚類預(yù)處理的高效求解算法。算法將K-means聚類與“砌墻”啟發(fā)式算法有機結(jié)合,將一個強異構(gòu)問題劃分為多個弱異構(gòu)問題,再逐個求解。采用真實旅客行李數(shù)據(jù)進行實驗,驗證了算法的可行性;以國際經(jīng)典算例(BR1~BR7)進行測試,證明了解算時間相比同類算法下降62.3%的突出優(yōu)勢。并且,K-means聚類的引入使算法具有了解算時間不易受異構(gòu)性影響的優(yōu)良特性。針對飛機貨艙碼放問題,設(shè)計了一種滿足貨艙特殊空間約束的行李布局算法。算法基于“關(guān)鍵點”思想,降維計算與升維碼放交叉配合,逐件確定行李位置。采用偏大型、偏小型、混合型三組真實旅客行李數(shù)據(jù)進行實驗,證明了算法在多種工況下算法具備快速、合理給出布局方案,完成飛機貨艙行李碼放任務(wù)的能力。課題將機器學(xué)習(xí)算法、不規(guī)則空間約束引入傳統(tǒng)裝箱問題,既彌補了傳統(tǒng)裝箱算法難以應(yīng)用于航空行李處理的不足,又為空間多約束、物品強異構(gòu)、時間高敏感條件下裝箱問題的求解開辟了一條新思路。
【圖文】：

作停留的不足，目前大多數(shù)機場已引入更為先進的“五級集中安檢”模式。該模式分為機器自動判讀、工作人員工作站判讀、CT 機兩次判讀、開包判讀共五次安全檢查。其中，除第二、第五兩個環(huán)節(jié)外幾乎不需要人工干預(yù)，并且僅有少數(shù)經(jīng)過前四級仍存在疑問的行李需要進行開包判讀，極大的減輕了地服人員的工作壓力。分揀系統(tǒng)方面，由民航第二研究所研發(fā)的高速行李自動分揀系統(tǒng)已在北京、重慶、天津等多座機場使用[7]，系統(tǒng)分揀速度的峰值高達 6000 件/小時，曾經(jīng)較為繁瑣、容易出錯的分揀過程正逐漸被自動化的機器代替�？梢钥闯觯窈娇蒲腥藛T為提高離港旅客行李處理流程的自動化水平做了大量努力。然而，在將以上分析與圖 1-1 對照時，不難發(fā)現(xiàn)仍然有兩個環(huán)節(jié)采用傳統(tǒng)的人力勞動。如圖 1-2（a）、（b）所示，其中一個環(huán)節(jié)是分揀結(jié)束后，將行李由行李分揀機末端站點搬運至拖車車廂中；另一個為牽引拖車靠近飛機后，，將行李從拖車車廂中取出，運送并碼放至飛機貨艙。

中國民航大學(xué)碩士學(xué)位論文2.2 行李拖車碼放問題2.2.1 問題分析與假設(shè)條件行李拖車是機場常用的特種車輛，分為牽引車頭與拖車車廂兩部分。如圖 2-2（a）、（b）所示，牽引車頭由機場工作人員駕駛，由蓄電池提供必要的動力以拖動整個行李拖車前進。車頭與車廂、車廂與車廂之間靠金屬材質(zhì)的拖鉤相連，車廂的尺寸與包圍形式?jīng)]有固定的標(biāo)準(zhǔn)，一般依照各機場的實際需求確定。
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V354

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本文編號：2682052