[发明专利]基于NSGAⅡ的机场资源调度方法

说明书

本发明涉及一种基于NSGAⅡ的机场资源调度方法，属于民用航空技术领域，包括以下步骤：S1、定义资源调度的约束条件，同时定义量化资源调度的多个目标；S2、随机生成满足资源调度约束条件的解集，作为初始解集；S3、由初始种群经过选择、交叉和变异生成新个体集；新个体集通过非支配快速排序和拥挤度计算，选择精英个体集新种群；S4、由精英个体新种群当做父种群再去生成下一代种群，反复迭代，达到一定代数；S5、从迭代的最新种群中，选择一个最优个体。本发明的优点是：基于多目标优化思想，能够兼顾资源调度多个目标的情况下，在短时间内给出较优的资源调度方案，应用于机场日常运营，调度的各目标取得良好优化效果。

技术领域

本发明涉及一种基于NSGAⅡ的机场资源调度方法，属于民用航空技术领域的NSGAⅡ的应用。

背景技术

在机场的日常运营中，航班在机场停靠时，需要为其调度停机位、行李提取转盘、行李分拣转盘、登机口、保障车辆及保障人员等保障资源，以完成正常的保障需要。若干数量的分配资源分配给一定数量的航班，在满足一定约束规则的前提下，还会存在多种分配方案。分配方案的优劣直接影响机场资源的利用效率和保障服务质量水平。

在实际的机场运营中，机场资源的调度需要考虑多个方面的因素。比如，在保障人员分配保障任务时，考虑保障人员保障能力、保障人员总工作量的平衡、个人保障工作在时间上的离散度等因素；机位分配需要考虑的有航班的靠桥率、机位使用均衡性、机位适用机型情况等因素。目前机场在机场资源分配中主要采用人工或基于业务规则的计算机自动分配两种方式。人工调度方式由调度员根据经验为每个航班分配机场资源，不仅工作量大、效率低，且操作结果只生成一种可行方案，无法确定分配方案质量优劣，分配方案质量受人为因素影响随机性较大。第二种方式是使用计算机按照调度规则能够生成多个调度方案， 生成的多个方案在多个目标上各有优劣，大多采用各个目标加权算出总得分比较，不同目标要求的含义与量化结果不同，纳入统一平台去比较是个难题。如何保证生成较优的方案，并设计出方案优劣比较方法，尽可能比选出最佳方案是实现自动调度方案的关键。

随着民航业的快速发展，航班量急剧增加，如何在兼顾平衡多目标较优的情况下高效给出机场资源的调度方案是个亟待解决的问题。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种基于NSGAⅡ的机场资源调度方法，本发明的技术方案是：

一种基于NSGAⅡ的机场资源调度方法，包括以下步骤：

S1、定义资源调度的约束条件，同时定义量化资源调度的多个目标；

S2、随机生成满足资源调度约束条件的解集，作为初始解集；

S3、由初始种群经过选择、交叉和变异生成新个体集；新个体集通过非支配快速排序和拥挤度计算，选择精英个体集新种群；

S4、由精英个体新种群当做父种群再去生成下一代种群，反复迭代，达到一定代数；

S5、从迭代的最新种群中，选择一个最优个体。

所述的步骤S1中，定义资源调度的约束条件具体为：假设有保障任务，需要请求分配保障人员，即n个保障人员完成m个保障任务；假设保障人员无能力完成保障任务，在生成的可行解中不能将任务分配资源；调度方案生成时间约束，在规定的时间内生成Pareto最优解；设置种群遗传代数，在规定时间内计算出资源调度最优方案。

所述的步骤S1中，定义量化资源调度的多个目标具体为：

调度方案使各保障人员的总工作量平衡，目标A表示总工作量均衡度，保障人员， ，…，，总工作量分别为a，b，…x，y；总工作量均值，调度方案目标A得分值A=，A越小表示目标最优；根据当前保障人员的位置，采用就近派工原则，使保障人员平均移动距离尽可能短，保障人员平均移动距离设为目标B, 根据保障人员上次保障工作位置与分配保障任务的位置得出移动距离，目标B等于保障人员平均移动距离；调度方案考虑每个保障人员两次保障任务之间有时间间隔，任务间隔最小时间设为目标C，C等于每个保障人员两次保障任务最小间隔时间。