自适应遗传算法在飞机调度问题中的应用

遗传算法解决飞机调度问题

(!!"年)(月

第")卷第%期四川大学学报（自然科学版）F6M3?EA6J12@CME?N?2983425O（<E5M3EA1@28?@8H:2526?）P8@+(!!",6A+")<6+%文章编号：（(!!"）!"#!$%&’%!%$))’*$!’

自适应遗传算法在飞机调度问题中的应用

杨秋辉)，游志胜)，冯子亮)，樊鸿(

（)+四川大学计算机学院，成都%)!!%’；(+四川省公路局，成都%)!!")）

摘要：基于自适应遗传算法，实现了单跑道降落飞机调度问题的求解+算法以所有飞机的排列

次序做为个体编码，解码时用移动方法确定飞机的降落时间+适应度函数的构造综合考虑了飞

机的提前和延迟带来的损失，选择算子采用期望值方法，交叉算子用顺序交叉，变异算子用倒

位变异+为提高算法的执行效率并避免早熟收敛，对交叉和变异概率均采用自适应策略+仿真

结果表明了自适应遗传算法用于飞机调度问题的有效性+

关键词：自适应遗传算法；空中交通流量管理；飞机调度；空闲时间

中图分类号：,-’’文献标识码：.

)引言

随着航空运输业的快速发展，空中交通流量管理的研究越来越受到人们的关注+由于航班安排、气候、机场设施等方面的影响，在一些繁忙的机场，经常发生航班拥堵，给航空公司造成了极大的经济损失+对终端区等待降落的飞机给出合理的调度是空中交通流量管理的一个主要方面+在目前的空管中，飞机的调度通常是按照先来先服务/0/1（/23450678/234518398:）的原则进行的+这种方法的不足之处是不能综合考虑关于飞机的多方面因素，比如机型、乘客数等+针对各种需要，目前国际上已有一些用于飞机调度的系统和

［);"］研究成果+

调度问题是典型的<=组合优化问题，传统对此类问题的求解一般是用经典运筹学中的数学规划方法+随着问题规模增大以及目标函数的复杂化，传统方法很难计算<=问题+很多研究表明，寻找<=问题的最优解是非常困难的，具有实际工程意义的求解算法是放弃寻找最优解的目标，转而在合理有限的时间内寻找到一个近似的、可行的、接近最优的解+近年来，将智能优化算法用于求解优化问题得到了极大的发展，特别是其中的遗传算法，已成功用于优化求解的多个方面+遗传算法>.（>8?852@.AB6325C7）是由美国D2@C2BE?大学的F6C?G6AAE?:教授创立的一种自适应启发式全局寻优算法+该算法基于达尔文的自然选择原理，通过对候选解进行选择、交叉、变异等操作，模拟自然界“优胜劣汰”的自然选择过程，反复迭代自动寻优，最终得到问题的最优解+由于其思路简单，易于实现，以及表现出来的鲁棒性，遗传算法很快便在各个领域得到了广泛的应用+

我们将自适应遗传算法用于降落飞机调度问题的求解，在实现调度时综合考虑多方面因素，最终给出合理的调度结果+

(问题描述

已知当前有!架飞机｛")，…，进入终端区等待降落，各飞机的机型、乘客数等信息已知，各飞"(，"!｝

机提前降落时的开销函数为｛#)，…，，延迟降落时的开销函数为｛$)，…，，机场具有单跑道+#(，#!｝$(，$!｝

在保证飞机之间安全间隔要求的前提下，要求给出这!架飞机的降落次序和时间，让各飞机尽量在接近其预计的降落时间HI.（H4527E58:I2786J.3329EA）时完成降落+不同机型（G：重型；大型；小型）之间的K：1：

收稿日期：(!!"$!’$("

作者简介：杨秋辉（)#&!L），女，山东青岛人，万方数据　(!!)级博士研究生+

第1页下一页