Computational Intelligence in Integrated Airline Scheduling pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Grosche, Tobias

出品人:

页数:250

译者:

出版时间:

价格:1150.00 元

装帧:

isbn号码:9783540898863

丛书系列:

图书标签:

• Computational Intelligence
• Airline Scheduling
• Optimization
• Artificial Intelligence
• Machine Learning
• Operations Research
• Hybrid Algorithms
• Constraint Programming
• Metaheuristics
• Data Mining

优化航空时刻表：基于复杂系统方法的探索 图书名称：优化航空时刻表：基于复杂系统方法的探索 作者：[此处可填入作者姓名] 出版社：[此处可填入出版社名称] --- 内容简介 本书深入探讨了航空时刻表优化这一复杂且至关重要的管理领域，侧重于应用现代运筹学、复杂系统理论以及先进的计算方法，以解决当前航空业面临的严峻挑战。航空时刻表的制定不仅仅是一个简单的资源分配问题，它涉及到对动态需求、运营约束、经济效益以及旅客体验的综合考量，其本质是一个高度耦合、非线性和动态变化的复杂系统问题。 本书的构建旨在填补传统调度理论与当前航空业实际运营需求之间的鸿沟，为读者提供一个全面、深入且具有前瞻性的分析框架。我们摒弃了对单一技术或孤立问题的关注，转而采用系统工程的视角，将时刻表视为一个相互关联的有机整体进行研究。 第一部分：航空运营环境的系统性解构 第一部分为全书奠定了理论和实践基础。我们首先对现代航空公司的运营生态进行了详尽的剖析。这包括对航空网络拓扑结构的分析、不同类型航线（如枢纽辐射型与点对点）的特性研究，以及影响时刻表制定的宏观经济环境和监管框架的探讨。 随后，我们详细阐述了构成时刻表优化问题的核心要素：需求建模与预测。传统的预测方法往往依赖于历史数据的简单外推，而本书则引入了基于情景分析（Scenario-based Analysis）和时间序列分解的高级统计模型，以更好地捕捉季节性、突发事件（如天气和地缘政治冲突）对客流量的冲击。我们特别关注了需求侧的弹性问题，即票价变动如何反馈性地影响航班需求的分布，这对于制定具有竞争力的时刻表至关重要。 在基础设施约束方面，本书对机场容量、空域管理和地面操作的瓶颈进行了量化描述。机场的运行效率，特别是高峰时段的起降时刻限制和滑行道网络拥堵，被纳入了优化模型的关键约束集。我们探讨了如何利用概率性建模来处理这些资源在时间维度上的随机性波动。 第二部分：先进优化模型与算法 本部分是本书的核心，专注于构建和求解复杂的航空时刻表优化模型。我们认识到，标准的线性规划方法在处理大规模、高耦合度的航空问题时存在局限性，因此重点转向了非线性、随机和大规模整数规划技术。 航班网络设计与时间表生成： 我们详细介绍了多目标优化框架在初级时刻表生成中的应用。这包括平衡最大化收益（Revenue Maximization）、最小化运营成本（Operating Cost Minimization）以及提升服务水平（Service Level Improvement）之间的权衡。引入了“时间窗”概念，将离散的时刻选择转化为连续的决策空间进行初步探索，随后通过启发式方法将其映射回可执行的离散时刻。 动态资源配置与排班： 时刻表一旦确定，随之而来的是对飞机的调度和机组的排班。本书采用分解策略，将宏观的时刻表问题分解为中期的机队分配和短期的机组排班问题。我们详细阐述了基于列生成（Column Generation）的机组排班算法，该算法能够有效处理复杂的休息时间、资质要求和疲劳限制，生成符合法规的高效排班方案。此外，对于飞机排班，我们探讨了如何利用图论中的路径覆盖问题来最小化飞机过站时间，同时确保必要的维护窗口。 应对不确定性： 鉴于航空运营的固有波动性，本书强调了鲁棒优化（Robust Optimization）和随机规划（Stochastic Programming）的应用。我们提出了一种两阶段随机规划模型，用于在初始时刻表设计阶段就考虑未来的潜在延误和取消，从而生成“抗冲击”的时刻表。这包括对关键节点（如大型枢纽机场）的缓冲时间进行优化配置，以吸收连锁反应。 第三部分：集成化与实时决策支持 本部分的重点是将分散的优化模块集成到一个统一的决策支持系统中，并探讨实时环境下的调整策略。 集成化建模的挑战与解决方案： 航空规划是一个多阶段、多层级的过程，各阶段的优化目标往往存在冲突（例如，收益最大化可能导致运营难度剧增）。本书提出了一个分层优化的框架，通过引入“价格信号”或“惩罚因子”来实现跨层级的协调。例如，时刻表生成阶段需要根据机组排班的难度系数来调整航班的吸引力权重。 运营控制与恢复： 真实世界的延误和取消是不可避免的。因此，本书最后探讨了“恢复性调度”（Recovery Scheduling）。我们引入了基于快速近似算法的实时决策流程，用于在航班发生大面积延误后，迅速生成一套新的、满足基本约束条件的机组和飞机分配方案。这涉及到对延误连锁反应的快速模拟和对后续航班优先级的重新排序。 结论与展望： 总结了当前航空时刻表优化领域的前沿成果，并指出了未来研究方向，特别是在机器学习与运筹学深度融合、大规模并行计算在实时调度中的应用，以及更精细化的人类因素在疲劳管理中的量化建模等方面的潜力。 目标读者： 本书适合航空公司的运营规划师、运筹学研究人员、工业工程领域的学者以及对复杂系统建模和大规模优化感兴趣的高级研究生。阅读本书需要具备一定的运筹学和优化基础知识。本书旨在提供理论深度和实践指导，帮助读者构建下一代航空时刻表优化系统。

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