運籌學在空中交通管理中的應用概述
科學研究
作者：呂罡
摘 要：隨著我國社會經濟的發展以及科學技術的不斷進步，我國的航天事業也取得了突飛猛進的發展。然而日益增多的飛行航班數量卻也給空中交通的有效管理帶來了嚴峻的挑戰，如何探尋有效的管理方式，提升空中交通管理的安全性與有效性已成為一個亟待解決的重要問題。而運籌學作為管理、工程類的基礎課程，因其能對生產和管理中存在的一係列問題進行有效處理，因而被廣泛應用於各個經濟建設與管理事務中，包括控製交通管理。本文在此處主要就運籌學中線性規劃與整數規劃在空中交通管理中的應用進行了具體分析與探討，希望能為實際工作起到一定的指導作用。
關鍵詞：運籌學；空中交通管理；應用
0. 引言
運籌學是一門應用性的實用科學，是用多種數學工具及邏輯判斷方法來對係統中的人、財、物的組織管理及籌劃調度等問題進行研究的一種管理學科，它能有效的對管理係統中的各種資源進行科學的規劃與安排，並為相關決策者提供有價值的參考依據，有力促進效益最佳化的實現[1]。對於空中交通管理而言，能夠運用到空中交通管理中的運籌學知識有很多，包括線性規劃、整數規劃、非線性規劃、動態規劃、排隊論、網絡分析以及對策論等等，而在這其中，運籌學內容中的線性規劃以及整數規劃中的等很多課程內容的設計都與空中交通實踐過程不謀而合，能有力的起到提升空中交通管理安全性及管理效率的作用，因而對其在在空中交通管理中的應用做出仔細探究則顯得尤為迫切與重要，現分析如下：
1. 在空中交通管理中線性規劃的應用
1.1機場空側容量評估優化中線性規劃的應用
完善的機場空側的容量評估體係能對機場航班的有效安排起到重要促進作用。一般情況下機場空側容量評估體係主要由滑行道係統、停機坪係統以及跑道體統等三部分內容構成，而對這三方麵不同內容的評估目的也有所差異，即依次為改良滑行道的路徑、對停機位指派進行優化以及進港先服務、離港優先隔。將機場空側容量評估的模型轉化為多目標線性規劃後，其目標函數則為經濟成本函數與延誤時間函數，約束條件既通過進港以及離港定位點的設定，來轉化成節點的流量控製[2]。
1.2地麵等待問題中線性規劃的應用
統籌學中線性規劃在地麵等待問題的應用中一般情況下需要通過以下三個步驟才能進行有效解決。首先就是對影響地麵等待的各個因素進行科學、仔細的分析，並確定出決策中的變量因素。其次就是將問題的解決的目的加以明確和定位，同時緊密結合決策變量來對目標函數進行確定。最後就是以機場的運行限製為重要依據，來決定約束的條件。通過以上三個步驟我們便可以將地麵等待問題有效轉換成線性規劃問題，而在其中目標函數則是綜合飛機延誤時間的最小化，約束條件則包括機場在容量方麵的約束、航班的到達約束、單位時間內機場的最大起駕次以及飛機起飛時間與次數方麵連續性的約束。