机场加油车动态调度问题及优化路径
摘要：随着我国民航机场的不断发展，传统的人工调度方式已经无法满足加油车动态调度需要，人工调度方式不仅降低车辆的利用率，还影响了加油车行驶路径优化效果，另外，受气候、航线流量等外界因素的影响，航班需要调整到港或者出港的时间，这就对加油车动态调度方案的优化提出了更高的要求，旨在保证航班能够在规定的时间运行。基于以上情况，本文分析了车辆路径问题；研究了加油车调度问题描述和参数设置；探讨了算法设计。希望通过这次研究，为相关工作人员提供有效的借鉴和参考。
关键词：机场；加油车；动态调度；问题；优化路径
加油车高效运行在提高地面服务能力方面发挥出不可替代的作用，因此，通过进一步修正、优化和完善加油车运行方式，不仅可以提高车辆等资源的利用率，还能保证民用航班的准点率。所以，为了从根本上提高加油车动态调度效率和效果，如何加强对加油车动态调度路径的优化是相关工作人员必须思考和解决的问题。
一、 车辆路径问题
车辆路径问题主要是指当客户达到一定的数量时，不同的客户在物资需求方面会存在一定的差异性，为了满足不同客户的需求，派遣车辆需要以车场为出发点，根据不同客户物资需求，向每个客户配送相应的物资，确保车辆组织的科学性和合理性，使得车辆运行成本达到最低，车辆行驶路径达到最优化[1]。对于机场加油车而言，其动态调度问题往往涉及到了时间窗问题。在对加油车辆进行调度的过程中，相关工作人员需要在规定的时间内，在航班起飞前，确保加油工作落实到位。此外，地面保障车辆在线路规划方面具有很强的优势，不仅能够实现路线的科学设计和安排，还能为客户提供地面保障相关服务功能，同时，还可以尽可能减小车辆行驶路径，以达到优化加油车路径的目的[2]。此外，加油车运行能高低性直接影响了航班加注油料的效果，同时也影响了机场地面保障车辆工作效率，因此，相关工作人员在对加油车动态调度路径进行优化的过程中，还要重视对加油车运行性能的提高，地面保障车辆工作示意图如图1所示。
图1地面保障车辆工作示意图
二、 加油车调度问题描述和参数设置
在对机场加油车进行调度的过程中，相关工作人员需要根据飞机对加油量的实际需求量，在有效结合飞机停靠位置的基础上，对加油车行驶路径进行科学设计和安排。一辆加油车通常可以为多架飞机提供相应的航班服务，而每一架飞机必须需要一辆加油车为其供应油量。
(一) 机场加油车调度问题
对于带有时间窗的加油车而言，所涉及到的调度路径问题需要等待多个航班为飞机提供相应的加注航油服务功能，如果加油车车辆数量达到一定值后[3]，相关工作人员需要对加油车的行驶路径进行不断修正、优化和完善，确保加油车行驶路径达到最小，从而起到有效缩小车辆行驶成本的作用，此外，相关工作人员还要科学制定和完善加油车调度方案，确保加油车所提供的保障服务具有一定的及时性和有效性。在这个过程中，相关工作人员需要在规定的时间内，将加油工作落实到位，从而最大限度地缩小加油车调度成本，确保加油车行驶路径达到最小化。此外，每辆加油车在进行实际的行驶中，都要满足以下四个条件：（1）加油车必须要按照航班相关标准和要求[4]，在规定的保障服务时间内，为飞机进行加油；（2）在相同的时间段内，有且只有一辆加油车能够为某一航班提供相应的加油服务；（3）每个航班只有被分配到指定的加油车后，该加油车才能为其提供相应的加油服务；（4）加油车以车场为出发点，在具体的行驶中，需要严格按照相关要求，完成多个航班加油工作，并按照原行驶路线，返回到车场位置。
(二) 机场加油车调度问题优化目标
为了尽可能提高加油车的利用率，最大限度地发挥和利用加油车的应用优势，相关工作人员要根据加油车实际运行时间，完成对加油车调度方案的优化和完善，从而尽可能缩小加油车运行时间，以达到提高加油车运行效率和效果的目的。此外，还要将加油车为航班提供加油服务的开始时间提前[5]，只有这样，才能为后期开展地面保障服务工作留出足够的时间，从而有效地避免出现航班延迟问题，进而实现航班准点率的有效提高。同时，相关工作人员还要尽可能减小加油车行驶路径，从而最大限度地提高加油车的行驶效率。最后，加油车采用一对一服务方式为航班提供加油服务，因此，部分航班可能会出现过长的等待时间，相关工作人员在对加油车调度路径进行优化的过程中，还要尽可能缩小航班的等待时间。
三、 算法设计
(一) 算法设计思想
在对加油车动态调度问题进行求解的过程中，相关工作人员要以求解多目标组合优化问题为主，通过利用一系列的启发式算法，完成对加油车行驶路径的最优化处理，确保为所有航班提供加注燃油服务功能，以实现加注燃油服务工作的有效衔接，从而最大限度地提高加油车利用率。在这个过程中，相关工作人员用到的算法设计思想主要体现在以下几个方面：（1）根据停车场与航班位置之间的距离，科学设置加油车与各个航班停机位置之间的距离；（2）根据加油车与航班停机位置之间的距离，精确计算出加油车到达航班停机所在位置的时间，并全面分析和比较加油车提供加注燃油服务最早时间和最晚时间，以计算出航班需要等待服务的总时间；（3）将加油车实际行驶时间和航班等待服务时间分别作为搜索位置评价数据，从而实现对加油车动态调度路径的最优化处理。总之，相关工作人员只有严格按照以上步骤，才能充分利用和发挥算法设计思想的应用优势，以有效解决加油车的动态调度问题，从而最大限度地提高加油车的资源利用率，进而为航班提供加注燃油服务功能打下坚实的基础。
(二) 数学模型和算法
为了实现加油车动态调度路径的科学优化，相关工作人员必须要重视对数学模型的构建和相关算法的应用。首先，要尽可能满足相关约束条件，科学控制加油车燃油量，确保各个加油车辆之间能够保持一定的均衡关系，然后，在综合考虑·时间窗、车辆需求和目标优化等问题的基础上，实现对数学模型的科学构建和使用[6]。此外，当加油车带有时间窗时，相关工作人员在对该类型加油车动态调度路径问题进行求解的过程中，要在充分应用运筹学方法的基础上，通过使用智能算法，完成对加油车动态调度路径的进一步优化和完善。其中，运筹学方法主要用于对相关计算案例的精确化计。在运用运筹学方法的过程中，往往会涉及到动态规划法、界定分支法等。而智能算法在具体的运用中，主要以启发式算法为主，启发式算法主要有以下两种类型，一种是遗传算法，另一种是蚁群算法，无论是哪一种算法在提高搜索效率方面均发挥出不可替代的作用，相关工作人员要重视对这两种算法的应用。
结束语：
综上所述，为了从根本上解决加油车的动态调度问题，促进机场的健康、可持续发展，相关工作人员在对加油车动态调度路径进行优化的过程中，除了要做好以上几个方面外，还要树立与时俱进的思想观念，不断学习路径优化相关的新知识和新技术，提高自身的专业能力和职业素养，为进一步提高车辆运行效率，满足加油车相关服务需求贡献自己的力量。
参考文献：
[1] 衡红军,晏晓东,王芳,等.机场加油车动态调度问题研究[J].计算机工程与设计,2017,38(5):1382-1388.DOI:10.16208/j.issn1000-7024.2017.05.049.
[2] 衡红军,戚馨桐.考虑任务均衡的加油车动态调度问题[J].计算机工程与科学,2020,42(5):923-930.DOI:10.3969/j.issn.1007-130X.2020.05.020.
[3] 徐瑞时,唐小卫,朱金福.基于多智能体协商的加油车调度优化算法[J].武汉理工大学学报,2018,35(12):92-98.DOI:10.3963/j.issn.1671-4431.2018.12.018.
[4] 龚如良,邵惠鹤.机场加油车指挥调度系统的设计与实现[J].控制工程,2019(S2):197-199.
[5] 王璐,张小宁,隋杨,etal.机场罐式加油车服务调度双目标优化研究[J].上海管理科学,2018(35):124-135.
[6] 司凯平.某机场飞机加油车自动调度系统设计方案[J].电子技术与软件工程,2019,000(003):35-36.
