一种可减少中间机场集装器操作次数的多航段协同配载优化方法技术

本发明专利技术属于航运配载技术领域，尤其涉及一种可减少中间机场集装器操作次数的多航段协同配载优化方法，其包括整体优化流程、集装器操作优化流程、不考虑中间集装器操作的优化流程，本发明专利技术解决了现有技术存在由于缺少多航段协同配载算法的优化，从而导致每个航段上重心偏离量大且中间机场对集装器的操作不便，进而不满足了现代航空运输业高效率的需求且造成航班延误的问题，具有实现在每个航段上重心偏离量最小，在中间机场对集装器的操作次数最少，以此降低机场工作人员的劳动强度，减少地面保障时间，减少航班延误的有益技术效果。减少航班延误的有益技术效果。减少航班延误的有益技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种可减少中间机场集装器操作次数的多航段协同配载优化方法


[0001]本专利技术属于航运配载
，尤其涉及一种可减少中间机场集装器操作次数的多航段协同配载优化方法。

技术介绍

[0002]多航段协同配载是属于单航段配载的衍生，单航段的配载是将业载合理分配到飞机的舱位中，在不超过飞机最大业载重量的情况下，使得飞机的重心处于合理范围之内；
[0003]对于多航段的协同配载优化工作需要考虑至少含有两个航段的业载分配，属于较复杂的多目标组合优化问题，具有一定的实用价值，国外对此问题进行了相关有价值的探索。但由于多航段协同配载问题的复杂性，需要考虑众多因素，因此，行业内装载配还是主要通过手动加计算机辅助来分配业载的位置，不具备自动化的水平。并且在中间机场一般机场保障时间一般为40分钟左右，需要在这有限的时间内完成业载的卸载和装载等其他地面保障工作，如果在起始机场业载分配不合理的，将增加中间机场对业载的不必要的操作。因此多航段的协同配载优化工作对于提高运行效率是必不可少的；
[0004]目前多航段协同配载存在以下问题：多数航司的协同配载优化工作靠配载人员主观经验和计算机辅助来分配集装器的位置，未能从整体的角度来分配集装器的位置，从而增加了中间机场集装器的操作次数，间接增加燃油成本，下面对技术问题进一步解释，首先，配载中是将装载好的ULD分配飞机舱位内，如果ULD位置分配不当，意味着飞机重心将超出规定的重心；其次，机场地面保障工作时间一般40分钟，ULD分配不当，将加大地面工作人员的劳动强度，还可能导致飞机延误，可见，现有技术的多航段协同配载方法存在重心不符合规定、地面保障人员工作强度大、可能造成飞机延误的问题，不满足现代航空运输业高效率的需求，同时，本专利技术不仅考虑每个航段上重心偏离量最小，而且还要考虑，在中间机场B对集装器的操作次数最少，以此降低机场工作人员的劳动强度，减少地面保障时间，减少航班延误；
[0005]综上所述，现有技术存在由于缺少多航段协同配载算法的优化，从而导致每个航段上重心偏离量大且中间机场对集装器的操作不便，进而不满足了现代航空运输业高效率的需求且造成航班延误的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种多航段协同配载优化方法，以解决上述
技术介绍
中提出现有技术存在由于缺少多航段协同配载算法的优化，从而导致每个航段上重心偏离量大且中间机场对集装器的操作不便，进而不满足了现代航空运输业高效率的需求且造成航班延误的问题。
[0007]本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种可减少中间机场集装器操作次数的多航段协同配载优化方法，包括：
[0008]整体优化流程：多航段远程航班根据机载目标重心最优原则和集装器装载最优原则协同配载优化；
[0009]集装器操作优化流程：多航段远程航班根据中间机场集装器操作数最少的原则配载优化；
[0010]不考虑中间集装器操作的优化流程：多航段远程航班根据不考虑中间机场集装器操作的机载目标重心最优原则协同配载优化。
[0011]进一步：
[0012]所述多航段远程航班根据机载目标重心最优原则和集装器装载最优原则协同配载优化包括：基于机载目标重心目标函数模型和整体优化的配载限制条件，以及中转集装器装载舱门附近以及联程集装器尽量保持位置不变函数模型，通过整体优化的整数规划模型，确定整体配载优化方案；
[0013]所述多航段远程航班根据中间机场集装器操作数最少的原则配载优化包括：基于中间机场集装器操作数最少函数模型和集装器操作的配载限制条件，通过集装器操作优化的整数规划模型，确定集装器操作优化的优化方案；
[0014]所述多航段远程航班根据不考虑中间机场集装器操作的机载目标重心最优原则协同配载优化包括：基于机载目标重心目标函数模型和不考虑中间集装器操作优化的配载限制条件，通过不考虑中间集装器操作优化的整数规划模型，确定不考虑中间集装器操作的优化方案。
[0015]进一步：
[0016]所述整体优化的整数规划模型包括：
[0017]优化辅助变量模型：
[0018][0019][0020][0021][0022]机载目标重心目标函数模型：
[0023][0024]中转集装器装载舱门附近以及联程集装器尽量保持位置不变函数模型：
[0025][0026]整体决策变量模型：
[0027][0028][0029]所述所述z
jj`
表示联程的集装器在不同航段上不同的舱位的次数，j为第一航段上的舱位，j`为第二航段上的舱位，j≠j`；
[0030]所述i为第i个集装器；
[0031]所述U3为机场A到机场C的联程的集装器；
[0032]所述NPOS为飞机的舱位个数；
[0033]所述n为第n个航段；
[0034]所述L为飞行航段总数；
[0035]所述CGtargetn为第n个航段的目标重心；
[0036]所述CGTOWn为第n个航段的起飞重心；
[0037]所述为第j个货舱的装卸优先顺序；
[0038]所述U1为机场A到机场B的直达集装器；
[0039]所述U2为机场B到机场C的直达集装器；
[0040]所述U为所有类型集装的集合；
[0041]所述j为飞机第j个舱位；
[0042]所述k为第k个待装载散货；
[0043]所述l为第l个下货舱；
[0044]所述Ncargo为散货总数；
[0045]所述Nhold为散货舱总数；
[0046]整体优化的配载限制条件：
[0047]限定任意航段上的任意集合的某个集装器必须装载到飞机内某个位置；
[0048]限定任意航段上的任意的飞机舱位最多装载一个集装器；
[0049]限定每个航段上集装器重量不超过飞机每个货舱的最大重量；
[0050]限定每个航段上所装载的集装器不超过所在舱位能容纳的最大高度；
[0051]限定分舱位最大重量，如1舱到5舱，或6舱到10舱，或11舱到15舱所装载的集装器重量不超过所规定的最大重量；
[0052]限定集装器在任意航段都被装载；
[0053]限定每个散货最多放置在一个下货舱内；
[0054]限定每个下货舱的最大重量；
[0055]限定每个下货舱所能容纳的最大容积；
[0056]限定下货舱的区域累积重量；
[0057]限定每个航段上的重心在规定的重心前后限内，如包括无油重心，起飞重心，着陆重心；
[0058]限定每个航段上飞机的重量限制，如包括无油重量，起飞重量，着陆重量；
[0059]限定每个航段上飞机的最大业载；
[0060]限定每个航段上飞机的前部分上下舱最大联合重量；
[0061]限定每个航段上飞机的后半部分上下舱最大联合重量。
[0062]进一步：
[0063]所述集装器操作优化的整数规划模型包括：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可减少中间机场集装器操作次数的多航段协同配载优化方法，其特征在于，包括：整体优化流程：多航段远程航班根据机载目标重心最优原则和集装器装载最优原则协同配载优化；集装器操作优化流程：多航段远程航班根据中间机场集装器操作数最少的原则配载优化；不考虑中间集装器操作的优化流程：多航段远程航班根据不考虑中间机场集装器操作的机载目标重心最优原则协同配载优化。2.根据权利要求1所述配载优化方法，其特征在于：所述多航段远程航班根据机载目标重心最优原则和集装器装载最优原则协同配载优化包括：基于机载目标重心目标函数模型和整体优化的配载限制条件，以及中转集装器装载舱门附近以及联程集装器尽量保持位置不变函数模型，通过整体优化的整数规划模型，确定整体配载优化方案；所述多航段远程航班根据中间机场集装器操作数最少的原则配载优化包括：基于中间机场集装器操作数最少函数模型和集装器操作的配载限制条件，通过集装器操作优化的整数规划模型，确定集装器操作优化的优化方案；所述多航段远程航班根据不考虑中间机场集装器操作的机载目标重心最优原则协同配载优化包括：基于机载目标重心目标函数模型和不考虑中间集装器操作优化的配载限制条件，通过不考虑中间集装器操作优化的整数规划模型，确定不考虑中间集装器操作的优化方案。3.根据权利要求2所述配载优化方法，其特征在于：所述整体优化的整数规划模型包括：优化辅助变量模型：优化辅助变量模型：优化辅助变量模型：优化辅助变量模型：机载目标重心目标函数模型：中转集装器装载舱门附近以及联程集装器尽量保持位置不变函数模型：整体决策变量模型：
所述所述z
jj`
表示联程的集装器在不同航段上不同的舱位的次数，j为第一航段上的舱位，j`为第二航段上的舱位，j≠j`；所述i为第i个集装器；所述U3为机场A到机场C的联程的集装器；所述NPOS为飞机的舱位个数；所述n为第n个航段；所述L为飞行航段总数；所述CGtargetn为第n个航段的目标重心；所述CGTOWn为第n个航段的起飞重心；所述为第j个货舱的装卸优先顺序；所述U1为机场A到机场B的直达集装器；所述U2为机场B到机场C的直达集装器；所述U为所有类型集装的集合；所述j为飞机第j个舱位；所述k为第k个待装载散货；所述l为第l个下货舱；所述Ncargo为散货总数；所述Nhold为散货舱总数；整体优化的配载限制条件：限定任意航段上的任意集合的某个集装器必须装载到飞机内某个位置；限定任意航段上的任意的飞机舱位最多装载一个集装器；限定每个航段上集装器重量不超过飞机每个货舱的最大重量；限定每个航段上所装载的集装器不超过所在舱位能容纳的最大高度；限定分舱位最大重量，如1舱到5舱，或6舱到10舱，或11舱到15舱所装载的集装器重量不超过所规定的最大重量；限定集装器在任意航段都被装载；限定每个散货最多放置在一个下货舱内；限定每个下货舱的最大重量；限定每个下货舱所能容纳的最大容积；限定下货舱的区域累积重量；限定每个航段上的重心在规定的重心前后限内；限定每个航段上飞机的重量限制；限定每个航段上飞机的最大业载；限定每个航段上飞机的前部分上下舱最大联合重量；
限定每个航段上飞机的后半部分上下舱最大联合重量。4.根据权利要求2所述配载优化方法，其特征在于：所述集装器操作优化的整数规划模型包括：集装器操作最少函数模型：所述所述z
jj`
表示联程的集装器在不同航段上不同的舱位的次数，j为第一航段上的舱位，j`为第二航段上的舱位，j≠j`；所述i为第i个集装器；所述NPOS为飞机的舱位个数；所述为第j个货舱的装卸优先顺序；所述U1为机场A到机场B的直达集装器；所述U2为机场B到机场C的直达集装器。集装器操作的配载限制条件：限定任意航段上的任意集合的某个集装器必须装载到飞机内某个位置；限定任意航段上的任意的飞机舱位最多装载一个集装器；限定每个航段上集装器重量不超过飞机每个货舱的最大重量；限定每个航段上所装载的集装器不超过所在舱位能容纳的最大高度；限定分舱位最大重量，如1舱到5舱，或6舱到10舱，或11舱到15舱所装载的集装器重量不超过所规定的最大重量；限定集装器在任意航段都被装载；限定每个散货最多放置在一个下货舱内；限定每个下货舱的最大重量；限定每个下货舱所能容纳的最大容积；限定下货舱的区域累积重量；限定每个航段上的重心在规定的重心前后限内；限定每个航段上飞机的重量限制；限定每个航段上飞机的最大业载；限定每个航段上飞机的前部分上下舱最大联合重量；限定每个航段上飞机的后半部分上下舱最大联合重量。5.根据权利要求2所述配载优化方法，其特征在于：所述不考虑中间集装器操作优化的整数规划模型包括：机载目标重心目标函数模型：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵向领，李云飞，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：