کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
4960148 1445967 2017 17 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Two decomposition algorithms for solving a minimum weight maximum clique model for the air conflict resolution problem
ترجمه فارسی عنوان
دو الگوریتم تجزیه برای حل یک الگوریتم حداکثر مدل کلاسی برای حل مسئله حل اختالف هوا
کلمات کلیدی
کنترل ترافیک هوایی، حل اختلاف، بهینه سازی خطی زنجیره ای مختلط، حداکثر حداکثر کیلو وزن، روش تجزیه،
ترجمه چکیده
در این مقاله، ما با استفاده از یک مدل جدید از مدل حداکثر-کمترین وزن با استفاده از مشکل حل منازعه برخورد می کنیم. مشکل شامل شناسایی مانورهایی است که فاصله جدایی لازم بین تمام جفتهای مجموعه ای از هواپیما را حفظ می کند در حالی که هزینه های سوخت را به حداقل می رساند. ما یک گراف را طراحی می کنیم که در آن رأس ها به مجموعه ای محدود از مانور ها متصل می شوند و لبه ها مانورهای بدون انطباق را برقرار می کنند. حداکثر فشار از وزن کم، یک وضعیت بدون تضاد را فراهم می کند که شامل تمام هواپیما است و هزینه های ناشی از آن را کاهش می دهد. این مدل در مقایسه با مسائل مربوط به جستجوی کلاسیک از ساختار هزینه های دیگر استفاده می کند: هزینه های رأس ها را نمی توان پیش تعیین کرد، زیرا آنها به رأس ها در سلسله مراتب بستگی دارد. ما مشکل را به عنوان یک برنامه خطی عدد صحیح ترکیب می کنیم. از آنجایی که مدل سازی دینامیک هواپیما و محاسبه مسیرها از فرایند راه حل جدا شده است، چارچوب ریاضی ما برای هر گونه فرضیه ای بر دینامیک هواپیما و هر انتخاب مانور های موجود معتبر است. به طور خاص، این هواپیما می تواند سرعت پویا، سرفصل و تغییرات سطح پرواز را انجام دهد. برای حل مواردی که تعداد زیادی از هواپیما را در چندین سطح پرواز پخش می کنند، ما دو الگوریتم تجزیه را معرفی می کنیم. اول، یک روش برنامه ریزی خطی یکپارچگی دنباله ای است که به طور تکراری اختیاری از مانور ها را برای انجام یک کار بین زمان و هزینه محاسبه می کند. دوم، جستجوگر محله بزرگ است که از اولین روش به عنوان یک فرعی استفاده می کند. بهترین راه حل برای مانورهای موجود در کمتر از 10 ثانیه برای مواردی که تا 250 هواپیما به طور تصادفی به سطوح پرواز بیستون اختصاص داده می شود، به دست می آید.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر علوم کامپیوتر (عمومی)
چکیده انگلیسی
In this paper, we tackle the conflict resolution problem using a new variant of the minimum-weight maximum-clique model. The problem involves identifying maneuvers that maintain the required separation distance between all pairs of a set of aircraft while minimizing fuel costs. We design a graph in which the vertices correspond to a finite set of maneuvers and the edges connect conflict-free maneuvers. A maximum clique of minimal weight yields a conflict-free situation that involves all the aircraft and minimizes the costs induced. The model uses a different cost structure compared to classical clique search problems: the costs of the vertices cannot be determined a priori, since they depend on the vertices in the clique. We formulate the problem as a mixed integer linear program. Since the modeling of the aircraft dynamics and the computation of trajectories is separated from the solution process, our mathematical framework is valid for any hypotheses on the aircraft dynamics and any choice of the available maneuvers. In particular, the aircraft can perform dynamic velocity, heading, and flight-level changes. To solve instances involving a large number of aircraft spread over several flight levels, we introduce two decomposition algorithms. The first is a sequential mixed integer linear programming procedure that iteratively refines the discretization of the maneuvers to yield a trade-off between computational time and cost. The second is a large neighborhood search heuristic that uses the first procedure as a subroutine. The best solutions for the available set of maneuvers are obtained in less than ten seconds for instances with up to 250 aircraft randomly allocated to bisten flight levels.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: European Journal of Operational Research - Volume 256, Issue 3, 1 February 2017, Pages 696-712
نویسندگان
, , , ,