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第一章 民航概述1

第一节 民航运输发展概述1

一、世界民航业发展概况1

二、中国民航业发展概况3

第二节 民航运输在综合运输中的地位与作用7

第三节 民航运输的技术经济特征8

第二章 预备知识9

第一节 最优化理论方法9

一、凸集和凸函数9

二、线性规划问题简介16

三、非线性规划问题的最优性条件19

四、求解非线性规划基本方法概述23

五、整数规划24

六、排队论26

第二节 智能优化算法38

一、遗传算法38

二、禁忌搜索算法41

三、模拟退火算法45

第三节 最优化方法的软件实现49

一、一维搜索问题50

二、线性规划51

三、无约束非线性最优化问题53

四、有约束非线性最优化问题56

五、二次规划58

六、0-1规划60

七、Lingo软件的使用方法62

第三章 机场概述81

第一节 飞行区相关知识82

一、跑道82

二、跑道的附属区域84

第二节 航站楼区相关知识91

一、机坪设置92

二、候机楼94

第三节 地面运输区95

一、机场进入通道96

二、机场停车场和内部道路96

第四章 民用机场机位概况97

第一节 机场机位配置与作业97

一、民用机场机位分类97

二、民用机场机位保障作业98

三、航班需求分布特征99

四、机位分区与飞行区的交通特点100

五、机位分配策略与调整策略102

六、机位分配原则103

七、飞机机型与航班类型104

八、机场构型与滑跑系统105

九、航班晚点和缓冲时间105

第二节 机位运行问题研究综述108

一、机位分配问题研究综述108

二、机位容量问题研究综述112

第五章 民用机场机位容量计算理论117

第一节 机位容量研究的意义117

一、机位容量研究对机场容量综合评估的意义117

二、机位容量研究对机场实际运行的影响118

三、机位容量研究对扩充机位容量的意义118

四、机位容量研究对分析提高现有机位运行水平的意义119

第二节 机位容量计算要素119

一、机位容量利用率119

二、机位作业时间的PERT网络估算120

三、机位分配最小间隔时间的确定122

四、机位实际占用时间的分布函数和假设检验128

五、机位分配间隔时间的分布函数和假设检验131

六、机位分配缓冲时间的分布函数和假设检验133

七、航班进入机位晚点时间的分布函数和假设检验135

第三节 航班不换机位分配规则后效晚点理论计算模型137

一、两相邻航班间的平均后效晚点时间137

二、两特定航班间的平均后效晚点时间141

三、分类运行航班的综合平均后效晚点时间143

四、向非相邻后行航班直接传播的平均航班后效晚点时间144

五、第一层次航班平均后效晚点时间145

六、航班后效晚点时间总值146

第四节 两机位航班更换机位分配规则下相邻航班间后效晚点时间148

一、到达间隔时间和缓冲时间的关系149

二、同等级条件航班k+1及参与换队航班后效晚点时间155

三、同等级条件航班1及参与换队航班后效晚点时间163

四、航班1优先时航班k+1及参与换队航班后效晚点时间171

五、航班k+1优先时航班1及参与换队航班后效晚点时间180

第五节 两机位及多机位航班更换机位分配规则后效晚点时间总值193

一、特定航班间平均后效晚点时间总值193

二、分类运行综合后效晚点时间197

三、非相邻航班间后效晚点时间198

四、第一层次航班后效晚点时间199

五、两机位航班更换机位策略下航班后效晚点时间总值200

六、多机位航班更换机位分配规则条件下后效晚点时间总值203

第六节 机位占用计算机模拟计算模型206

一、元胞自动机模型及其在交通模拟中的应用206

二、无作业延迟不更换机位条件下机位运行元胞自动机模型211

三、无作业延迟不更换机位条件下机位运行元胞自动机模型仿真216

四、有作业延迟不更换机位条件下机位运行元胞自动机模型223

五、有作业延迟不更换机位条件下机位运行元胞自动机模型仿真228

六、可更换停机位条件下机位占用元胞自动机模型232

七、可更换停机位条件下机位延误传播规律仿真238

八、航班后效晚点传播时间的混沌现象及其定量分析239

第七节 机位容量计算模型243

一、以限定后效晚点时间为目标的缓冲时间的确定243

二、以限定队列长度为目标的缓冲时间的确定247

三、平均必要缓冲时间251

四、基于后效晚点理论计算模型的机场机位容量优化模型258

五、基于模拟计算模型的机位容量模型265

第六章 机位分配计算理论270

第一节 基于旅客服务质量的枢纽机场机位分配优化模型270

一、基于旅客服务质量的枢纽机场机位分配要素分析271

二、基于旅客服务质量的枢纽机场机位分配模型277

第二节 基于绩效的枢纽机场近机位分配优化模型288

一、基于绩效的枢纽机场机位分配要素分析288

二、基于机位占用效率的机位分配优化模型292

三、基于飞机滑行油耗的机位优化分配模型295

四、改进的禁忌搜索算法296

五、算例分析298

第三节 基于空闲时间分布优化的停机位分配模型302

一、概述302

二、数据定义303

三、模型的建立303

四、求解算法设计304

五、数值算例312

第四节 基于冲突概率计算理论的抗延误枢纽机场机位分配优化模型316

一、机位冲突概率计算理论316

二、基于冲突概率计算理论的机场机位分配优化模型324

三、基于冲突概率计算理论的机位分配问题遗传算法325

四、算例分析1328

五、算例分析2330

第五节 基于航班晚点传播理论的停机位分配模型332

一、航班间的晚点传播332

二、两相邻航班间的平均航班后效晚点时间334

三、分类综合平均航班后效晚点时间337

四、数据定义337

五、模型的建立337

六、求解算法339

七、数值算例341

第六节 枢纽机场机位分配多目标优化模型344

一、机场机位分配多目标优化模型的假设条件344

二、机场机位多目标优化问题数学分析345

三、机场机位多目标优化一般模型的构建346

四、基于信息熵的机位分配多目标优化模型及算法347

五、固定权重机位分配多目标优化模型349

六、算例分析350

第七节 停机位分区的分配模型355

一、概述355

二、停机位分区的分配优化模型355

三、停机位分区的分配模型EMA算法设计358

四、数值算例364

附录A 北京首都机场机位情况简介366

参考文献370