航空公司小規(guī)模機(jī)群飛機(jī)排班問題的數(shù)學(xué)模型和算法分析
發(fā)布時(shí)間:2019-11-26 01:29
【摘要】: 航空公司生產(chǎn)計(jì)劃的編制是一項(xiàng)非常重要并且艱巨的工作,不僅涉及到航空公司運(yùn)營的安全和各項(xiàng)資源的優(yōu)化配置,而且直接關(guān)系到航空公司經(jīng)濟(jì)利益以及在競爭中所處的位置。其中的飛機(jī)排班部分更是制定其他各種計(jì)劃的前提和基礎(chǔ)。由于飛機(jī)排班問題的復(fù)雜性,目前尚無公認(rèn)的軟件解決方案。國外知名的軟件公司雖然已有相關(guān)的產(chǎn)品,但是價(jià)格昂貴,并且可能出于保密或者其他原因,至今沒有公布其數(shù)學(xué)模型。而國內(nèi)軟件公司一直缺乏清晰的數(shù)學(xué)模型和理論支持,因此至今沒有推出高水平的飛機(jī)排班模塊。所以建立有效的數(shù)學(xué)模型就成為飛機(jī)排班問題中的關(guān)鍵。 本文在理論上,從小規(guī)模機(jī)群飛機(jī)排班問題入手,建立了適用于我國國情的飛機(jī)排班問題的數(shù)學(xué)模型,并提出了約束空間的概念,把對飛機(jī)排班問題解的尋找范圍限定在約束空間之中。對簡單螞蟻算法進(jìn)行了基于Markov過程的收斂性分析,并根據(jù)基于“60度”法則的幾何信息學(xué)原理,用螞蟻尋食時(shí)的排斥信息素和回巢時(shí)的吸引信息素取代了原算法中的單一吸引信息素,設(shè)計(jì)出了一種新型的螞蟻算法,并將該算法應(yīng)用到飛機(jī)排班問題當(dāng)中。通過與遍歷和貪心算法的比較,證明該算法在飛機(jī)排班問題的求解上大大優(yōu)于其他兩種算法,為中大規(guī)模飛機(jī)排班問題的研究做好了鋪墊。 在實(shí)踐上,根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型,利用新型螞蟻算法,開發(fā)出了適用于國航天津分公司的飛機(jī)排班系統(tǒng)。該系統(tǒng)作為“國航天津分公司維修管理信息系統(tǒng)”的子系統(tǒng),已經(jīng)通過了相關(guān)單位的驗(yàn)收(驗(yàn)收報(bào)告見附錄A),實(shí)現(xiàn)了從理論到實(shí)踐的轉(zhuǎn)化。
【圖文】:
一般當(dāng) η 較小時(shí) λ′oj較大,而當(dāng) η→1 時(shí) λ′oj最小,也最不利于歷。彌補(bǔ)該問題可將選擇概率公式取(3.15),即引入變異機(jī)制;或?qū)⑦x擇3.18)。用類似定理 2 的證明方法,可知在兩種條件下均能保證對解空間著迭代的進(jìn)行啟發(fā)因素作用越來越小,故很少文獻(xiàn)采用改形式。當(dāng) η→0 時(shí),算法性能也不是最佳,詳細(xì)討論見附錄 B。蟻幾何信息學(xué)60 度”法則植物樹根、動物心臟血管系統(tǒng)等自然分岔網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過進(jìn)化,可以使分配資至最低水平。如圖 3-1 和圖 3-2 所示。英國謝菲爾德大學(xué)植物動物學(xué)教特尼克斯指出,螞蟻軌跡網(wǎng)絡(luò)可能出于同樣原因進(jìn)行進(jìn)化:將食物最為的巢穴[22]。
圖 3-2 樹根分布圖結(jié)果顯示,當(dāng)螞蟻外出覓食或在返巢的途中,一般情況下它們都會釋放示行進(jìn)的軌跡——當(dāng)行進(jìn)路線出現(xiàn)一定角度的轉(zhuǎn)彎,它們便會釋放這種作為路口路標(biāo),同時(shí)標(biāo)示出來的路口角度還會暗示是否有食物源存在,普通的岔路口。這種標(biāo)示實(shí)際上是在構(gòu)造一種路徑的網(wǎng)絡(luò)圖。形岔路口向法老蟻提供了所需要的反向性。經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn),螞蟻準(zhǔn)確定最理想角度是 60 度左右。通過幾何學(xué)信息(想象一個(gè)大寫的 Y),螞蟻方向。在軌跡的交叉點(diǎn),從洞中出來的螞蟻會發(fā)現(xiàn)兩條大約呈 30 度角進(jìn)軌跡)的軌跡(想象一只螞蟻從巢穴——Y 的下部——向外爬行)。這們從蟻穴出發(fā)時(shí),只要沿著這些事先標(biāo)好角度的特殊路徑行進(jìn),就一定源,,而發(fā)現(xiàn)食物的螞蟻返回蟻巢時(shí),只需根據(jù)這一螞蟻家族自創(chuàng)的“照相反的角度循路而歸。由此一來,只要嚴(yán)格遵循這些路標(biāo)的指示,外不會錯(cuò)過返巢的路。弗朗西斯·拉特尼克斯這一天才設(shè)想解釋了螞蟻在時(shí),總是彎彎曲曲的前進(jìn),到處尋找食物,可是一旦得到食物后,即使
【學(xué)位授予單位】:中國民用航空學(xué)院
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2006
【分類號】:TP301.6
【圖文】:
一般當(dāng) η 較小時(shí) λ′oj較大,而當(dāng) η→1 時(shí) λ′oj最小,也最不利于歷。彌補(bǔ)該問題可將選擇概率公式取(3.15),即引入變異機(jī)制;或?qū)⑦x擇3.18)。用類似定理 2 的證明方法,可知在兩種條件下均能保證對解空間著迭代的進(jìn)行啟發(fā)因素作用越來越小,故很少文獻(xiàn)采用改形式。當(dāng) η→0 時(shí),算法性能也不是最佳,詳細(xì)討論見附錄 B。蟻幾何信息學(xué)60 度”法則植物樹根、動物心臟血管系統(tǒng)等自然分岔網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過進(jìn)化,可以使分配資至最低水平。如圖 3-1 和圖 3-2 所示。英國謝菲爾德大學(xué)植物動物學(xué)教特尼克斯指出,螞蟻軌跡網(wǎng)絡(luò)可能出于同樣原因進(jìn)行進(jìn)化:將食物最為的巢穴[22]。
圖 3-2 樹根分布圖結(jié)果顯示,當(dāng)螞蟻外出覓食或在返巢的途中,一般情況下它們都會釋放示行進(jìn)的軌跡——當(dāng)行進(jìn)路線出現(xiàn)一定角度的轉(zhuǎn)彎,它們便會釋放這種作為路口路標(biāo),同時(shí)標(biāo)示出來的路口角度還會暗示是否有食物源存在,普通的岔路口。這種標(biāo)示實(shí)際上是在構(gòu)造一種路徑的網(wǎng)絡(luò)圖。形岔路口向法老蟻提供了所需要的反向性。經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn),螞蟻準(zhǔn)確定最理想角度是 60 度左右。通過幾何學(xué)信息(想象一個(gè)大寫的 Y),螞蟻方向。在軌跡的交叉點(diǎn),從洞中出來的螞蟻會發(fā)現(xiàn)兩條大約呈 30 度角進(jìn)軌跡)的軌跡(想象一只螞蟻從巢穴——Y 的下部——向外爬行)。這們從蟻穴出發(fā)時(shí),只要沿著這些事先標(biāo)好角度的特殊路徑行進(jìn),就一定源,,而發(fā)現(xiàn)食物的螞蟻返回蟻巢時(shí),只需根據(jù)這一螞蟻家族自創(chuàng)的“照相反的角度循路而歸。由此一來,只要嚴(yán)格遵循這些路標(biāo)的指示,外不會錯(cuò)過返巢的路。弗朗西斯·拉特尼克斯這一天才設(shè)想解釋了螞蟻在時(shí),總是彎彎曲曲的前進(jìn),到處尋找食物,可是一旦得到食物后,即使
【學(xué)位授予單位】:中國民用航空學(xué)院
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【學(xué)位授予年份】:2006
【分類號】:TP301.6
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本文編號:2565947
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