机场航班调度中的排队理论与模型

机场航班调度中的排队理论与模型
机场是现代航空运输中，最重要的交通枢纽之一。

在一个繁忙
的机场中，每天都有成千上万的航班起降，这就需要对航班进行
科学的调度。

而排队理论和模型则是机场调度中十分重要的基本
理论，它的运用可以在很大程度上提高航班的调度效率，降低排
队的时间和成本。

一、排队理论
排队理论也叫等待行列理论，是一种研究队列或者说等待行列
的数学工具。

所谓队列，是指一些等待服务的顾客，如机场排队
等待进行登机、检票等操作的乘客。

而等待行列则是指处在等待
这些服务的顾客组成的行列。

排队理论主要研究顾客解决问题的
等待时间、队列长度、服务速率等问题，为机场的航班调度等方
面提供了重要的理论支持。

二、排队模型
排队模型是指根据队列理论建立起来的数学模型，主要用于研
究排队系统的稳态和瞬态性质。

排队模型通常包括以下几个部分：输入流，服务设施，服务规则和出口流。

机场航班调度中比较常
用的两种基本排队模型分别为M/M/1和M/M/k模型。

M/M/1指单通道排队模型，M/M/k指k通道排队模型。

其中M 代表输入流和出口流均为泊松分布，M/M/k模型具有多个服务通道，而M/M/1模型只有一个服务通道。

排队模型可以用来预测机场的航班调度效率和成本。

通过排队模型，可以分析航班等待时间，到达率，离开率等因素的影响，合理地规划机场资源的配置，并且减少航班的延误时间。

三、排队模型的应用
在机场航班调度中，排队模型广泛应用于航班的调度、门口等待和停机位分配等方面。

通过建立不同的排队模型，可以优化机场的调度，并降低机场的延误率。

1.队列模型应用于航班调度
航班调度是机场运营的核心环节，可以通过建立相应的排队模型，优化登机，卸载和转换等操作的流程，实现航班资源的高效和灵活调度。

一些机场管理系统，也采用排队模型来分析不同时段的航班负荷和服务质量，进而进行调整。

2.排队模型应用于门口等待控制
门口等待控制是机场航班调度中的一个比较常见的问题，同时也是一个比较困难的问题。

机场平均每天至少存在1/3的航班需在等待上空降落，并需要从地面控制通行的机动性。

为了解决这一问题，机场管理部门可以采用排队模型，以优雅的服务和通行同时、计算和分析等待时间规律，通过采用成本与效益相适应方式，使等待量达到一个稳定状态，保证了航班的准时和安全到达。

3.排队模型应用于停机位和跑道分配
在机场的调度中，机场停机位和跑道的分配是关键点，这直接影响到机场的整体容量和航班效率。

采用排队模型，可以建立运营规划模型，进行停机位和跑道的合理规划和分配，减少排队时间并提高空间的有效利用率，也可以避免跑道上过多航班的转场和等待时间，减少延误率；同时，可根据航班的等待时间，优化地进行停机位的分配，最大化停车位使用率。

四、排队模型面临的问题
机场调度中，尽管排队模型和排队理论可以极大地提高航班的调度效率，但它们本身存在一些问题。

例如，排队模型中各种因素的确定具有较大的不确定性，而且现场调度环境的条件变化是常态，这给航班调度带来了很大的挑战，如何科学地建立排队模型和应对不确定性，也是在机场调度中需要深入研究的问题。

综上所述，排队理论和排队模型在机场航班调度中有着十分重要的作用。

虽然面临诸多不确定性，但对于机场调度的精细化作业和细节管理，建立合理的排队模型是必不可少的。

在未来，随
着机场调度技术的发展和完善，将会有更加科学、高效的排队模型被开发出来，进一步提高机场调度的整体效率。