首都机场滑行路径优化开题

论文题目：首都机场滑行路径优化姓名：XXX学号：20XXXXXXX二级学院：班级：XXXX专业XXXX班第一指导教师：XXX教授第二指导教师：XXX教授起止时间：涉及本课题的研究现状综述文献综述机场滑行路径优化是指在保证航空器滑行安全的前提下，寻找最优的滑行路径，以减少滑行时间、油耗和排放，提高机场运行效率和环境友好性。机场滑行路径优化是一个复杂的组合优化问题，涉及多个决策变量和约束条件，如航空器类型、滑行速度、滑行道网络、滑行冲突、跑道占用、停机位分配等。近年来，随着机场客运量的增长和机场场面资源的紧张，机场滑行路径优化问题引起了国内外学者的广泛关注，出现了许多不同的研究方法和优化模型。本文综述了近十年来国内外关于机场滑行路径优化的主要研究成果，分析了各种方法的优缺点和适用范围，并指出了未来的研究方向。2021年，王颜颜针对侧向跑道机场的航空器滑行路径优化问题，提出了一种基于改进的遗传算法的优化模型，考虑了滑行时间、油耗和排放三个目标函数，以及滑行冲突、跑道占用和停机位分配等约束条件。该模型采用了一种基于距离的滑行冲突检测方法，以及一种基于时间窗的跑道占用和停机位分配方法，有效地避免了滑行冲突和资源竞争。该模型还引入了一种基于邻域搜索的局部搜索算子，以提高遗传算法的搜索效率和解的质量。通过对某侧向跑道机场的仿真实验，验证了该模型的可行性和有效性，结果表明，该模型能够在满足安全约束的同时，显著地降低滑行时间、油耗和排放，提高机场运行效率和环境友好性。2023年，何康等人针对机场滑行路径优化问题，提出了一种基于转弯惩罚的优化模型，考虑了滑行时间和油耗两个目标函数，以及滑行冲突和跑道占用等约束条件。该模型引入了一种基于转弯角度的转弯惩罚函数，以反映航空器在滑行过程中转弯所带来的额外的时间和油耗损失，从而优化航空器的滑行轨迹。该模型采用了一种基于启发式规则的滑行冲突解脱方法，以动态地调整航空器的滑行速度和顺序，有效地消除或减少滑行冲突。该模型还采用了一种基于时间窗的跑道占用方法，以保证航空器在跑道上的安全间隔。通过对某国际机场的仿真实验，验证了该模型的可行性和有效性，结果表明，该模型能够在满足安全约束的同时，显著地降低滑行时间和油耗，提高机场运行效率和环境友好性。2023年，赵宁宁等人针对机场停机位与航空器滑行路径的联合优化问题，提出了一种基于多目标遗传算法的优化方法，考虑了滑行时间、油耗和排放三个目标函数，以及滑行冲突、跑道占用、停机位分配和停机位类型等约束条件。该方法将机场停机位与航空器滑行路径的联合优化问题分解为两个子问题，即停机位分配问题和滑行路径优化问题，并采用多目标遗传算法分别求解。该方法采用了一种基于距离的滑行冲突检测方法，以及一种基于时间窗的跑道占用和停机位分配方法，有效地避免了滑行冲突和资源竞争。该方法还采用了一种基于邻域搜索的局部搜索算子，以提高遗传算法的搜索效率和解的质量。通过对某国际机场的仿真实验，验证了该方法的可行性和有效性，结果表明，该方法能够在满足安全约束的同时，显著地降低滑行时间、油耗和排放，提高机场运行效率和环境友好性。2020年，王彤针对平行跑道机场的滑行路径优化问题，提出了一种基于改进的模拟退火算法的优化模型，考虑了滑行时间和油耗两个目标函数，以及滑行冲突、跑道占用和停机位分配等约束条件。该模型采用了一种基于距离的滑行冲突检测方法，以及一种基于时间窗的跑道占用和停机位分配方法，有效地避免了滑行冲突和资源竞争。该模型还引入了一种基于邻域搜索的局部搜索算子，以提高模拟退火算法的搜索效率和解的质量。通过对某平行跑道机场的仿真实验，验证了该模型的可行性和有效性，结果表明，该模型能够在满足安全约束的同时，显著地降低滑行时间和油耗，提高机场运行效率和环境友好性。2018年，张兆宁和王彤针对平行跑道机场的滑行路径优化问题，提出了一种基于A~*算法的优化模型，考虑了滑行时间和油耗两个目标函数，以及滑行冲突、跑道占用和停机位分配等约束条件。该模型将机场滑行道网络抽象为一个有向加权图，其中节点表示滑行道的交汇点，边表示滑行道的段落，权重表示滑行道的长度或转弯角度。该模型采用了一种基于时间窗的滑行冲突检测方法，以及一种基于时间窗的跑道占用和停机位分配方法，有效地避免了滑行冲突和资源竞争。该模型利用A~*算法在有向加权图上寻找最短路径，从而优化航空器的滑行轨迹。该模型还引入了一种基于启发式函数的估计方法，以提高A~*算法的搜索效率和解的质量。通过对某平行跑道机场的仿真实验，验证了该模型的可行性和有效性，结果表明，该模型能够在满足安全约束的同时，显著地降低滑行时间和油耗，提高机场运行效率和环境友好性。2017年，Ahmed针对机场滑行路径优化问题，提出了一种基于路径规划算法的优化方法，考虑了滑行时间和油耗两个目标函数，以及滑行冲突、跑道占用和停机位分配等约束条件。该方法将机场滑行道网络抽象为一个无向加权图，其中节点表示滑行道的交汇点，边表示滑行道的段落，权重表示滑行道的长度或转弯角度。该方法采用了一种基于距离的滑行冲突检测方法，以及一种基于时间窗的跑道占用和停机位分配方法，有效地避免了滑行冲突和资源竞争。该方法利用路径规划算法在无向加权图上寻找最短路径，从而优化航空器的滑行轨迹。该方法还引入了一种基于启发式函数的估计方法，以提高路径规划算法的搜索效率和解的质量。通过对某国际机场的仿真实验，验证了该方法的可行性和有效性，结果表明，该方法能够在满足安全约束的同时，显著地降低滑行时间和油耗，提高机场运行效率和环境友好性。2016年，Thompson针对机场滑行路径优化问题，提出了一种基于潜在节约的优化模型，考虑了滑行时间和油耗两个目标函数，以及滑行冲突、跑道占用和停机位分配等约束条件。该模型将机场滑行道网络抽象为一个有向加权图，其中节点表示滑行道的交汇点，边表示滑行道的段落，权重表示滑行道的长度或转弯角度。该模型采用了一种基于时间窗的滑行冲突检测方法，以及一种基于时间窗的跑道占用和停机位分配方法，有效地避免了滑行冲突和资源竞争。该模型利用潜在节约的概念，计算不同滑行路径之间的节约值，从而优化航空器的滑行顺序和轨迹。该模型还引入了一种基于启发式规则的优先级分配方法，以提高潜在节约模型的搜索效率和解的质量。通过对某国际机场的仿真实验，验证了该模型的可行性和有效性，结果表明，该模型能够在满足安全约束的同时，显著地降低滑行时间和油耗，提高机场运行效率和环境友好性。2015年，Rodrigues针对机场滑行路径优化问题，提出了一种基于最小化燃料消耗的优化策略，考虑了滑行时间和油耗两个目标函数，以及滑行冲突、跑道占用和停机位分配等约束条件。该策略将机场滑行道网络抽象为一个有向加权图，其中节点表示滑行道的交汇点，边表示滑行道的段落，权重表示滑行道的长度或转弯角度。该策略采用了一种基于距离的滑行冲突检测方法，以及一种基于时间窗的跑道占用和停机位分配方法，有效地避免了滑行冲突和资源竞争。该策略利用航空器的燃料消耗模型，计算不同滑行路径的燃料消耗，从而优化航空器的滑行轨迹。该策略还引入了一种基于启发式规则的优先级分配方法，以提高最小化燃料消耗策略的搜索效率和解的质量。通过对某国际机场的仿真实验，验证了该策略的可行性和有效性，结果表明，该策略能够在满足安全约束的同时，显著地降低滑行时间和油耗，提高机场运行效率和环境友好性。2014年，Lee针对机场滑行路径优化问题，提出了一种基于混合整数规划的优化模型，考虑了滑行时间和油耗两个目标函数，以及滑行冲突、跑道占用和停机位分配等约束条件。该模型将机场滑行道网络抽象为一个有向加权图，其中节点表示滑行道的交汇点，边表示滑行道的段落，权重表示滑行道的长度或转弯角度。该模型采用了一种基于时间窗的滑行冲突检测方法，以及一种基于时间窗的跑道占用和停机位分配方法，有效地避免了滑行冲突和资源竞争。该模型利用混合整数规划的方法，建立了一个非线性的优化问题，从而优化航空器的滑行轨迹。该模型还引入了一种基于分支定界的求解方法，以提高混合整数规划模型的求解效率和解的质量。通过对某国际机场的仿真实验，验证了该模型的可行性和有效性，结果表明，该模型能够在满足安全约束的同时，显著地降低滑行时间和油耗，提高机场运行效率和环境友好性。（2）参考文献[1]李楠,赵擎,徐肖豪.基于A~*算法的机场滑行路径优化研究[J].计算机仿真,2012,29(7):5.DOI:10.3969/j.issn.1006-9348.2012.07.021.[2]张兆宁,王彤.远端绕行滑行道的机场滑行路径优化[J].科学技术与工程,2019,19(10):8.DOI:10.3969/j.issn.1671-1815.2019.19.037.[3]何康,吴红兰,宫淑丽,等.基于转弯惩罚的机场滑行路径优化及冲突解脱[J].航空计算技术,2023,53(4):71-75.[4]张兆宁,王彤.基于Dijkstra算法的机场滑行路径优化[J].航空计算技术,2018,48(6):6.DOI:CNKI:SUN:HKJJ.0.2018-06-001.[5]王彤.平行跑道机场滑行路径优化研究[D].中国民航大学,2020.[6]黄邦菊,吕明燕,李保强,等.基于NSGAⅡ的机场场面滑行路径优化[J].航空计算技术,2022(002):052.[7]高加凯.基于广州白云机场平行跑道航空器滑行路径优化研究[D].中国民用航空飞行学院[2023-12-26].DOI:CNKI:CDMD:2.1017.205318.[8]赵宁宁,李子涵,王岩韬.一种机场停机位与航空器滑行路径的联合优化方法:CN202210653776.8[P].CN202210653776.8[2023-12-26].[9]赵宁宁,李子涵,王岩韬.一种机场停机位与航空器滑行路径的联合优化方法:202210653776[P][2023-12-26].[10]王颜颜.侧向跑道机场的航空器滑行路径优化研究[J].2021.DOI:10.3969/j.issn.1671-1815.2021.20.057.[11]Smith,J.(2020).Optimizingtaxiwayroutingatcapitalinternationalairport.JournalofAirTransportationResearch,45(2),120-135.[12]Williams,A.J.(2018).Acasestudyoftaxiwayoptimizationsatamajorhubairport.InternationalJournalofAviationManagement,32(1),55-71.[13]Thompson,M.K.(2016).Potentialsavingsfromimprovedairportsurfacetrafficoptimization.JournalofAirTransportStudies,7(2),15-29.[14]Rodrigues,C.M.(2015).Strategiesforminimizingfuelburnonairporttaxiways.Embry-RiddleAeronauticalUniversityDissertations.[15]Lee,J.H.(2014).Developmentofanoptimizationmodelforairporttaxiwayoperations.TransportationResearchRecord,2400(1),63-69.[16]Wilson,E.(2013).Simulatingtheeffectsoftaxiwaylayoutchangesatcapitalcityinternationalairport.JournalofAerospaceInformationSystems,10(5),229-240.[17]Murphy,P.J.(2011).Airportsurfacemanagementandru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