(1-4)
با توجه به رابطههای 1-1 الی 1-4 واضح است که می‌توان پروازهای ورودی برای باندهای پروازی مختلف را مشخص کرد و همچنین ترتیب هواپیماها در هر صف را سازمان‌دهی کرد.
1-4- اهداف تحقیق
کارشناسان خبره در مدیریت ترافیک هوایی همواره به دنبال بالا بردن کارایی و بهرهوری بودهاند. افزایش ظرفیت فرودگاهها، گسترش باندها و تاکسی وی‌های پروازی، افزایش تجهیزات ناوبری و کمک ناوبری، تغییرات درراه‌ها و فضای هوایی، استفاده از تجهیزات ماهوارهای، تجهیز خطوط هواپیمایی، تربیت و آموزش نیروهای کارآمد و غیره، دو هدف مهم در صنعت حمل‌ونقل مسافر هوایی را دنبال می‌کند و آن ابتدا حفظ ایمنی پروازها و سپس تسریع جریان ترافیک هوایی و کاهش تأخیرات پروازی میباشد. کاهش تأخیر پروازها جدا از شعار احترام به مشتری یک هدف مهم را در پی خواهد داشت و آن صرفهجویی اقتصادی میباشد. در این تحقیق ضمن ارائه الگوریتمی کارا و جدید در حل مسائل بهینهسازی برای حل مسأله توالی پروازها نیز به کار میرود و موجب کاهش هزینههای بیلیون دلاری شرکت‌های هواپیمایی نیز خواهد شد.
الگوریتم رقابت استعماری (Imperialist Competitive Algorithm – ICA) روشی در حوزه محاسبات تکاملی است که به یافتن پاسخ بهینه مسائل مختلف بهینهسازی می‌پردازد. این الگوریتم با مدل‌سازی ریاضی فرایند تکامل اجتماعی- سیاسی، الگوریتمی برای حل مسائل ریاضی بهینه‌سازی ارائه می‌دهد. ازلحاظ کاربرد، این الگوریتم در دسته الگوریتم‌های بهینهسازی تکاملی همچون الگوریتم‌های ژنتیک (Genetic Algorithms)، بهینهسازی انبوه ذرات (Particle Swarm Optimization)، بهینه‌سازی کلونی مورچگان (Ant Colony Optimization) ، تبرید شبیهسازی شده (Simulated Annealing) و … قرار میگیرد. همانند همه الگوریتم‌های قرارگرفته در این دسته، الگوریتم رقابت استعماری نیز مجموعه اولیهای از جواب‌های احتمالی را تشکیل میدهد. این جواب‌های اولیه در الگوریتم ژنتیک با عنوان “کروموزوم “، در الگوریتم ازدحام ذرات با عنوان “ذره ” و در الگوریتم رقابت استعماری نیز با عنوان “کشور ” شناخته میشوند. الگوریتم رقابت استعماری با روند خاصی این جواب‌های اولیه (کشورها) را به‌تدریج بهبود داده و درنهایت جواب مناسب مسأله بهینه‌سازی (کشور مطلوب) را در اختیار میگذارد. پایه‌های اصلی این الگوریتم را سیاست همسانسازی (Assimilation)، رقابت استعماری (Imperialistic Competition) و انقلاب (Revolution) تشکیل می‌دهند. این الگوریتم با تقلید از روند تکامل اجتماعی، اقتصادی و سیاسی کشورها و با مدل‌سازی ریاضی بخشهایی از این فرایند، عملگرهایی را در قالب منظم به‌صورت الگوریتم ارائه می‌دهد که می‌توانند به حل مسائل پیچیده بهینه‌سازی کمک کنند. درواقع این الگوریتم جواب‌های مسأله بهینه‌سازی را در قالب کشورها نگریسته و سعی می‌کند در طی فرایندی تکرارشونده این جواب‌ها را رفته‌رفته بهبود داده و درنهایت به جواب بهینه مسأله برساند. درروش پیشنهادی هدف استفاده از یک الگوریتم رقابت استعماری است که یک اصلاح روی آن انجام‌شده است به‌گونه‌ای که به بهترین شکل بتواند مسأله توالی هواپیما را مدیریت کند.
1-5- جنبه‌ی جدید بودن و نوآوری
در این روش، نوعی اصلاح در روش ICA ارائه شد که در آن برای افزایش کارایی الگوریتم از تابع جذب نزدیکترین همسایه اصلاحی و روش انقلاب بهبوددهنده دونقطهای استفاده شد. همچنین برای افزایش کیفیت جواب‌های به‌دست‌آمده روش بهبوددهنده سهگانه به کار گرفته شد.
1-6- نتایج حاصل از تحقیق
روش پیشنهادی این پایان‌نامه با به‌کارگیری یک الگوریتم اصلاحی رقابت استعماری برای حل مسأله برنامهریزی توالی هواپیماها راه‌حلی را برای پاسخ به مسأله توالی هواپیما ارائه کرده است. مسأله توالی هواپیما یک مسأله NP-سخت است، الگوریتمهای دقیق کارایی خود را بر روی این مسأله در ابعاد بالا از دست میدهند و نمیتوانند به جواب بهینه در یک‌زمان قابل‌قبول دست یابند. درنتیجه امروزه برای حل اینگونه مسائل از الگوریتمهای ابتکاری و فرا ابتکاری استفاده میشود که علیرغم اینکه نمیتوانند جواب بهینه را به دست آورند اما میتوانند جواب نزدیک به بهینه را در یک‌زمان قابل‌قبول به دست آورند. توجه به این نکته ضروری است که الگوریتمهای ابتکاری در یک‌زمان اندک به جواب زیر بهینه میرسند اما چون دارای ساختار خوبی برای فرار از نقاط بهینه محلی نیستند، معمولاً به جواب‌های باکیفیت همگرا نمیشوند. درحالی‌که با توجه به شبیه‌سازی روش مطرح‌شده در این پایان‌نامه می‌توان گفت که روش پیشنهادی دارای ساختار تصادفی برای رسیدن به جواب مسأله بوده و میتوانند تا حد امکان از بهینههای محلی فرار کنند و به جواب‌های بسیار خوبی همگرا شوند.
1-7- ساختار پایان‌نامه
این پایان‌نامه در چهارفصل تهیه‌شده است.
فصل اول که شرح آن گذشت، بر تشریح مقدمه پایاننامه تمرکز می‌کند.
فصل دوم که مروری بر کارهای گذشته نام دارد ابتدا به تشریح مفاهیم پایه میپردازد و سپس بهطور اجمالی در مورد توالی پروازها، تخصیص ورودیهای مسافری و پارامترهای مسأله توضیح میدهد و در ادامه کارهای گذشته در این زمینه را توصیف می‌کند.
فصل سوم به شرح کامل روش پیشنهادی میپردازد اما قبل از شرح روش پیشنهادی، الگوریتم رقابت استعماری به‌تفصیل شرح داده خواهد شد. روش ارائه‌شده با استفاده از شبیه‌سازی در بوتهی ارزیابی قرار میگیرد تا صحت نتایج حاصل از به‌کارگیری آن موردبررسی قرار گیرد.
سرانجام در فصل چهارم که فصل پایانی است به‌طور اجمالی نتایج حاصل از روش پیشنهادی بیان میشود.

مطلب مرتبط :   تعزیرات حکومتی

2- مروری بر کارهای گذشته
2-1- مقدمه
درزمینه‌ی صنعت هوانوردی چهار موضوع همواره موردتوجه محققین تحقیق در عملیات بوده است. این موضوعات عبارت‌اند از:
توالی فرود هواپیماها
تخصیص ورودیهای مسافری