×

稳健优化:从飞机路线中吸取的教训。 (英语) Zbl 1391.90291号

摘要:构建稳健的航空公司调度模型涉及到构建航班延误水平降低、乘客和机组人员中断更少的时间表和路线。在本文中,我们研究了不同类别的模型来实现稳健的航空公司调度解决方案,重点是飞机路径问题。特别是,我们比较了一种特定领域的方法和两种稳健模型的一般范式,即(i)基于极值或稳健优化的方法,以及(ii)基于机会约束或随机优化的方法。我们的建模和解决方案方法演示了使用特定领域的知识为飞机航线创建数据驱动的不确定性集,并开发了一种完全基于数据驱动的模拟验证和测试方法。我们首先证明,需要额外的建模,即获取领域知识,以使这些通用的稳健建模范式适应飞机路径问题,从而有意义地添加特定于飞机路径的稳健特征。然而,我们表明,这些模型在其原始形式下,对于代表实际航空公司调度问题的大规模网络,仍然面临可处理性和求解质量问题。因此,我们开发并提出了解决这些缺点的先进模型。通过对不确定性集的各种描述,我们的先进模型可以以多种方式应用于飞机路线;而且,通常适用于线性和二进制整数规划问题。通过我们的详细计算结果,我们比较了这些不同稳健建模范式产生的解决方案的性能,并从数据驱动的角度讨论了它们性能差异的潜在原因。

MSC公司:

90B35型 运筹学中的确定性调度理论
90C25型 凸面编程
90立方厘米 随机规划
90立方厘米 灵敏度、稳定性、参数优化
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部 链接

参考文献:

[1] Ageeva,Y.,《将稳健性纳入航空公司调度的方法》(2000年)
[2] 艾哈迈德·贝吉,S。;科恩,A。;Lapp,M.,《通过重新分配计划时差来减少航班延误传播》,IIE Trans。,42, 478-489, (2010)
[3] 空中交通协会,2008年。年度报告。http://www.iata.org/NR/rdonlyres/84158349-7772-4892-86AB-836DE73E0A52/0/IATAAnnualReport2008.pdf; 空中交通协会,2008年。年度报告。http://www.iata.org/NR/rdonlyres/84158349-7772-4892-86AB-836DE73E0A52/0/IATAAnnualReport2008.pdf
[4] 阿里坎,M。;德什潘德,V。;Sohoni,M.,《使用航空网络的经验数据和随机模型构建可靠的空中旅行基础设施》,Oper。决议,11,45-64,(2013)·Zbl 1267.90024号
[5] Armacost,A。;巴恩哈特,C。;Ware,K.,快运服务网络设计的复合变量公式,运输。科学。,36, 1-20, (2002) ·Zbl 1065.90505号
[6] 鲍尔,M。;巴恩哈特,C。;Dresner,M。;Hansen,M。;尼尔斯,K。;奥多尼,A。;彼得森,E。;Sherry,L。;Trani,A。;Zou,B.,《总延误影响研究:美国航班延误成本和影响的综合评估》,《技术报告》(2010年),NEXTOR:国家航空运营研究卓越中心
[7] 巴恩哈特,C。;Belobaba,P。;Odoni,A.,《运筹学在航空运输业中的应用》,交通运输。科学。,37, 368-391, (2003)
[8] Ben-Israel,A.,《关于数学规划的一些问题》,(1962年),西北大学
[9] 本·塔尔,A。;Nemirovski,A.,稳健凸优化,数学。操作。决议,23769-805,(1998)·Zbl 0977.90052号
[10] 本·塔尔,A。;Nemirovski,A.,不确定项目的稳健解决方案,Oper。Res.Lett.公司。,25, 1-13, (1999) ·Zbl 0941.90053号
[11] 本·塔尔,A。;Nemirovski,A.,《受不确定数据污染的线性规划问题的稳健解决方案》,数学。程序。,88, 411-424, (2000) ·Zbl 0964.90025号
[12] Bertsimas,D。;Sim,M.,稳健离散优化和网络流,数学。程序。序列号。B、 98、49-71(2003)·Zbl 1082.90067号
[13] Bertsimas,D。;Sim,M.,健壮性的代价,Oper。研究,52(1),35-53,(2004)·Zbl 1165.90565号
[14] Bertsimas,D。;Thiele,A.,《供应链管理的稳健优化方法》(2003)
[15] Bertsimas,D。;Thiele,A.,稳健和数据驱动优化:不确定性下的现代决策,122-195,(2006),信息
[16] 交通统计局,2009年a。航空公司服务质量绩效数据库。http://aspm.faa.gov/asqp/sys/; 运输统计局,2009年a。航空公司服务质量绩效数据库。http://aspm.faa.gov/asqp/sys/
[17] 运输统计局,2009年b。实时性能-航班延误一览。http://www.transtats.bts.gov/HomeDrillChart.asp; 运输统计局,2009年b。实时性能-航班延误一览。http://www.transtats.bts.gov/HomeDrillChart.asp
[18] 交通统计局,2016年。http://www.transtats.bts.gov/HomeDrillChart_Month.asp?Sel_Year=2016&Arr_Del=1&Sel_Carrier=000&Sel_Airport=000&URL_SelectYear=&URL_SelectMonth=; 交通统计局,2016年。http://www.transtats.bts.gov/HomeDrillChart_Month.asp?Sel_Year=2016&Arr_Del=1&Sel_Carrier=000&Sel_Airport=000&URL_SelectYear=&URLSelectMonth=
[19] 伯克,E.K。;De Causemaecker,P。;De Maere,G。;Mulder,J。;Paelinck,M。;Vanden Berghe,G.,稳健航空公司调度的多目标方法,计算。操作。决议,37,822-832,(2010)·Zbl 1177.90146号
[20] Charnes,A。;Cooper,W.W.,《机会约束编程》,Manag。科学。,6(1), 73-79, (1959) ·Zbl 0995.90600号
[21] Charnes,A。;Cooper,W.W.,机会约束下优化和满足的确定性等价物,Oper。决议,11(1),18-39,(1963)·Zbl 0117.15403号
[22] 邓巴,M。;弗罗兰德,G。;Wu,C.,《稳健的航空公司时间表规划:在综合路线和乘务框架中最小化传播延误》,交通运输。科学。,46, 204-216, (2012)
[23] Egenberg,N。;Salani,M。;Bierlaire,M.,Ufo:不确定性特征优化,含噪数据问题的隐式范式,《CTW学报》,72-77,(2008)
[24] Egenberg,N。;Salani,M。;Bierlaire,M.,《不确定性特征优化:含噪数据问题的隐式范式》,网络,57,3,270-284,(2011)·Zbl 1228.90066号
[25] 埃尔戈特,M。;Ryan,D.,用双准则优化构建稳健的船员时间表,J.多准则决策。分析。,11, 139-150, (2002) ·Zbl 1027.90030号
[26] 弗罗兰德,G。;马希尔,S.J。;Wu,C.,可恢复鲁棒单日飞机维护路由问题,计算。操作。研究,51,130-145,(2014)·Zbl 1348.90445号
[27] 弗罗兰德,G。;马希尔,S.J。;Wu,C.,可恢复鲁棒尾部分配问题,Transp。科学。,48, 351-372, (2014)
[28] 艾恩库,D.A。;Trichakis,N.,稳健优化中的帕累托效率,Manag。科学。,60, (2014)
[29] 姜浩。;Barnhart,C.,运输公司动态航班调度。科学。,43, 336-354, (2009)
[30] Kang,L。;Clarke,J.,《可降级航班调度》(2002),麻省理工学院运营研究中心
[31] 兰·S。;克拉克,J。;Barnhart,C.,《稳健航空公司运营规划:优化飞机路线和航班起飞时间,以最大限度地减少乘客中断》,交通部。科学。,40, 1, 15-28, (2006)
[32] Marla,L.,网络资源分配问题的稳健优化,(2007)
[33] Marla,L.,《航空公司计划与运营:基于优化的延误缓解方法》,(2010年),麻省理工学院
[34] 马拉·L。;Vaaben,B。;Barnhart,C.,综合中断管理和飞行计划,以权衡延误和燃油消耗,交通部。科学。,51,188-111,(2017)
[35] 内米洛夫斯基,A。;Shapiro,A.,机会约束程序的凸近似,SIAM J.Optim。,17, 969-996, (2006) ·Zbl 1126.90056号
[36] 罗森伯格,J.M。;约翰逊,E.L。;Nemhauser,G.L.,具有轮毂隔离和短周期的稳健车队分配模型,交通运输。科学。,38, 357-368, (2004)
[37] 谢弗,A。;约翰逊,E。;A.、K。;Nemhauser,G.L.,《不确定性下的航空公司机组人员调度》,交通部。科学。,39, 340-348, (2005)
[38] 谢巴洛夫,S。;Klabjan,D.,《稳健的航空公司机组人员配对:移动机组人员》,(2004年),伊利诺伊大学香槟分校
[39] 史密斯,B.C。;Johnson,E.,《稳健的航空机队分配:利用站点分解实现站点纯度》,交通运输。科学。,40, 497-516, (2006)
[40] 索霍尼,M。;Lee,Y。;Klabjan,D.,阻塞时间不确定性下的稳健航空公司调度,交通。科学。,45, 451-464, (2011)
[41] Soyster,A.L.,集非决定性约束的凸规划及其在不精确线性规划中的应用,Oper。决议,21,5,1154-1157,(1973)·Zbl 0266.90046号
[42] 美国国防部,2009年。美国运输部网站。网址:http://www.dot.gov/new/index.htm; 美国国防部,2009年。美国运输部网站。http://www.dot.gov/new/index.htm
[43] O.魏德。;Ryan,D。;Ehrgott,M.,稳健综合飞机路线和机组调度的迭代方法,计算。操作。决议,37,833-844,(2010)·Zbl 1177.90190号
[44] 严,C。;Kung,J.,《稳健的飞机路线》,交通部。科学。,52, 1, 118-133, (2018)
[45] Yen,J。;Birge,J.,航空机组人员调度问题的随机规划方法,运输。科学。,40, 3-14, (2006)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。它的项目与zbMATH标识符启发式匹配,并且可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。