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题名考虑分层需求的干支通多层航空运输网络优化模型
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作者
姜雨
刘洪阳
李焓璐
原野
薛清文
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机构
南京航空航天大学民航学院
南京航空航天大学通用航空与飞行学院
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出处
《交通运输工程学报》
北大核心
2026年第2期140-154,共15页
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基金
国家自然科学基金项目(52372298,52302517)。
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文摘
以干支通多层航空运输网络为研究对象,进行符合其运行的建模,以构建分层需求多层级枢纽选址模型并求解为目标;通过需求层区分不同类别的需求,以包括运输成本、枢纽建设固定成本、航线连接固定成本在内的总成本最小为目标,构建了允许非枢纽直接连接和普通枢纽直接连接的r分配多层级枢纽选址模型;根据航空网络的拓扑结构特点,结合变邻域搜索(VNS)算法和遗传算法(GA)的优势,设计了基于交替机制的VNS-GA混合启发式算法,通过变邻域搜索优化枢纽选择和需求点分配,利用遗传算法优化直接连接关系;针对CAB、AP两个经典数据集和中国长三角区域机场数据进行建模求解,对比现有模型和分层需求模型,验证了算法有效性,并分析了参数灵敏度。研究结果表明:在15个点的小规模案例中,分层需求模型降低了9.23%的总成本;在25个点的小规模案例中,交替式VNS-GA算法在多种参数配置下与最优解差距均不超过2.56%,且平均求解时间仅为商业求解软件的10.78%;在100个点的中大规模案例中,灵敏度分析表明,分层权重系数的设置对优化结果影响最大,r分配策略能够降低总成本但存在明显的边际效益递减;在长三角区域半实例试验中,模型能够在增加50条直连航线的同时实现成本降低2.75%,验证了模型在干支通多层航空运输网络优化的可行性和效果。
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关键词
航空运输
干支通多层航空运输网络
分层需求
多层级枢纽选址模型
交替式vns-ga混合启发式算法
基于成本的网络优化
多规模试验
长三角区域
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Keywords
air transportation
trunk-regional-general hierarchical air transportation network
stratified demand
hierarchical hub location model
alternating vns-ga hybrid heuristic algorithm
cost-based network optimization
multi-scale case validation
Yangtze River Delta region
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分类号
U8
[交通运输工程]
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