تلفیق الگوریتم رقابت استعماری و انتخاب سریع زمان آماده سازی در حل مسأله برنامه ریزی توالی هواپیماها

کی از رشته های زیر مجموعه فنی مهندسی که علاقمندان بسیاری در کشور ما  دارد رشته کامپیوتر و فناوری اطلاعات هستش که اتفاقا سایت دیجی لود در حال تکمیل سری جدیدی از پایان نامه های ارشد این رشته تحصیلی برای کاربران گرانقدر خود میباشد. دیجی لود در ادامه پایان نامه ” تلفیق الگوریتم رقابت استعماری و انتخاب سریع زمان آماده سازی در حل مسأله برنامه ریزی توالی هواپیماها ”   با فرمت Word (قابل ویرایش) در 80 صفحه را معرفی مینماید.

چکیده پایان نامه تلفیق الگوریتم رقابت استعماری و انتخاب سریع زمان آماده سازی در حل مسأله برنامه ریزی توالی هواپیماها :

مدیریت ترافیک هوایی یکی از مشاغل حساس و پراسترس است که همه‌روزه با مشکلات و موانع مختلفی روبه­رو می­شود و مسأله توالی هواپیما (Aircraft Sequencing Problem) یکی از مهم­ترین مسائلی است که این روزها در حوزه کاری مراقبت پرواز (Air Traffic Control) به آن پرداخته می­شود.

مسأله توالی هواپیما يك مسأله NP-سخت است، الگوريتم­هاي دقيق كارايي خود را بر روي اين مسأله در ابعاد بالا از دست مي­دهند و نمي­توانند به جواب بهينه در یک‌زمان قابل‌قبول دست يابند؛ درنتیجه امروزه براي حل اين­گونه مسائل از الگوريتم­هاي ابتكاري و فرا ابتكاري استفاده مي­شود.

در این پایان‌نامه سعی شده با تلفیق الگوریتم ERT(Earliest Ready Time) جهت انتخاب بهترین هواپیمای آماده عملیات با الگوریتم رقابت استعماری  اصلاحی که از روش نزدیک­ ترین همسایه تصادفی برای تابع جذب در کنار روش بهبود­دهنده سه­ نقطه­ ای برای تابع انقلاب استفاده کرده، روش جدیدی در حل مسأله توالی هواپیما ارائه شود. نتایج حاصل از پیاده‌سازی این الگوریتم نشان می­دهد که در مقایسه با سایر الگوریتم­ها از کارایی بالایی برخوردار است.

کلمات کلیدی: توالی فرود هواپیماها ، الگوریتم رقابت استعماری اصلاحی ، مدیریت ترافیک هوایی، الگوریتم انتخاب سریع زمان آماده ­سازی

اهداف تحقیق

کارشناسان خبره در مدیریت ترافیک هوایی همواره به دنبال بالا بردن کارایی و بهره ­وری بوده ­اند. افزایش ظرفیت فرودگاه ­ها، 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 صرفه­ جویی اقتصادی می­باشد. در این تحقیق ضمن ارائه الگوریتمی کارا و جدید در حل مسائل بهینه­ سازی برای حل مسأله توالی پروازها نیز به کار می­رود و موجب کاهش هزینه­ های 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 بهینه­ سازی 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 بهینه­ سازی تکاملی همچون الگوریتم‌های ژنتیک (Genetic Algorithms)، بهینه ­سازی انبوه ذرات (Particle Swarm Optimization)، بهینه‌سازی کلونی مورچگان (Ant Colony Optimization) ، تبرید شبیه ­سازی 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 همسان­ سازی (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.

فهرست مطالب پایان نامه تلفیق الگوریتم رقابت استعماری

1- مقدمه طرح پیشنهادی…………………………………………………………………………………………………………….. 1

1-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………… 2

1-2- طرح موضوع…………………………………………………………………………………………………………………………… 4

1-3- مفروضات، محدودیت­ها…………………………………………………………………………………………………………… 6

1-4- اهداف تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………………. 8

1-5- جنبه­ی جدید بودن و نوآوری………………………………………………………………………………………………….. 9

1-6- نتایج حاصل از تحقیق…………………………………………………………………………………………………………….. 9

1-7- ساختار پایان­نامه…………………………………………………………………………………………………………………. 10

2- مروری بر کارهای گذشته…………………………………………………………………………………………………….. 11

2-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………….. 12

2-2- توالی فرود هواپیما……………………………………………………………………………………………………………… 12

2-3- تخصیص ورودی مسافری……………………………………………………………………………………………………. 15

2-4- پیشینه تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………… 17

2-5- مدل برنامه­ریزی خطی برنامه……………………………………………………………………………………………… 21

3- روش پیشنهادی…………………………………………………………………………………………………………………… 25

3-1- راه­کار پیشنهادی………………………………………………………………………………………………………………… 26

3-2- الگوریتم تکاملی…………………………………………………………………………………………………………………. 26

3-2-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………… 26

3-2-2- علت استفاده از الگوریتم‌های تکاملی………………………………………………………………………………. 29

3-2-3- انواع الگوریتم‌های تکاملی………………………………………………………………………………………………. 29

3-3- الگوریتم رقابت استعماری…………………………………………………………………………………………………… 32

3-3-1- شکل­دهی امپراطوری اولیه……………………………………………………………………………………………… 34

3-3-2- مدل‌سازی سیاست جذب………………………………………………………………………………………………. 38

3-3-3- جابجایی موقعیت مستعمره و امپرالیسست……………………………………………………………………… 41

3-3-4- قدرت کل یک امپراطوری……………………………………………………………………………………………….. 42

3-3-5- رقابت استعماری……………………………………………………………………………………………………………. 43

3-3-6- سقوط امپراطوری­های ضعیف…………………………………………………………………………………………. 46

3-3-7- همگرایی………………………………………………………………………………………………………………………. 46

3-4- الگوریتم رقابت استعماری اصلاحی……………………………………………………………………………………… 48

3-5- الگوریتم‌های ترکیبی بکار رفته……………………………………………………………………………………………. 51

4- ارزیابی سیستم……………………………………………………………………………………………………………………. 53

4-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………….. 54

4-2- مدل‌سازی روش پیشنهادی………………………………………………………………………………………………… 55

4-3- ارزیابی راه­کار پیشنهادی…………………………………………………………………………………………………….. 56

4-4- مسائل مورد مقایسه……………………………………………………………………………………………………………. 59

4-4-1- مقایسه نتایج پروازهای ورودی و خروجی به تعداد 15…………………………………………………….. 59

4-4-2- مقایسه نتایج پروازهای ورودی و خروجی به تعداد 20…………………………………………………….. 61

4-4-3- مقایسه نتایج پروازهای ورودی و خروجی به تعداد 25…………………………………………………….. 62

5- نتیجه­ گیری و ارائه پیشنهاد‌ها…………………………………………………………………………………………….. 64

5-1- جنبه نوآوری……………………………………………………………………………………………………………………… 65

5-2- نتیجه مقایسه نتایج…………………………………………………………………………………………………………… 65

5-3- پیشنهاد‌ها…………………………………………………………………………………………………………………………. 66

6- مراجع…………………………………………………………………………………………………………………………………… 67

فهرست جدول‌ها و شکل‌ها

شکل 1-1- حل مسأله ASP به روش FCFS……………………………………………………………. 5

شکل 2-1- فاصله ایمنی بین دو سر بال……………………………………………………………………………………….. 23

شکل 3-1- طرح کلی الگوریتم تکاملی………………………………………………………………………………………….. 28

شکل 3-2- فلوچارت الگوریتم ICA…………………………………………………………………………………………….. 33

شکل 3-3- اجزای اجتماعی و سیاسی تشکیل‌دهنده کشور……………………………………………………………. 35

شکل 3-4- چگونگی شکل­گیری امپراطوری­های اولیه…………………………………………………………………….. 38

شکل 3-5- شمای کلی حرکت مستعمرات به سمت امپریالیست…………………………………………………… 39

شکل 3-6- حرکت واقعی مستعمرات به سمت امپریالیست……………………………………………………………. 40

شکل 3-7- تغییر جای استعمارگر و مستعمره……………………………………………………………………………….. 42

شکل 3-8- کل امپراطوری پس از تغییر موقعیت……………………………………………………………………………. 42

شکل 3-9- شمای کلی رقابت استعماری………………………………………………………………………………………. 43

شکل 3-10-سقوط امپراطوری ضعیف…………………………………………………………………………………………… 47

شکل 3-11- گراف همسایگی با پنج گره………………………………………………………………………………………. 49

شکل 3-12- بهبوددهنده سه‌نقطه‌ای……………………………………………………………………………………………. 50

شکل 3-13- فلوچارت راه­کار پیشنهادی……………………………………………………………………………………….. 52

جدول 1-1- حداقل زمان فاصله………………………………………………………………………………………………………. 6

جدول 4-1 نتایج مربوط به الگوریتم ERT و AATCSR برای 15 نمونه…………………… 59

جدول 4-2 نتایج مربوط به الگوریتم ICA برای 15 نمونه……………………………. 60

جدول 4-3 نتایج مربوط به الگوریتم ترکیبی MICA و ERT برای 15 نمونه…………….. 60

جدول 4-4 مقایسه نتایج مربوط به 15 پرواز……………………………………………………………………….. 60

جدول 4-5 نتایج مربوط به الگوریتم ERT و AATCSR برای 20 نمونه…………………… 61

جدول 4-6 نتایج مربوط به الگوریتم ICA برای 20 نمونه……………………………. 61

جدول 4-7 نتایج مربوط به الگوریتم ترکیبی MICA و ERT برای 20 نمونه…………….. 61

جدول 4-8 مقایسه نتایج مربوط به 20 پرواز……………………………………………………………………….. 62

جدول 4-9 نتایج مربوط به الگوریتم ERT و AATCSR برای 25 نمونه…………………… 62

جدول 4-10 نتایج مربوط به الگوریتم ICA برای 25 نمونه………………………….. 62

جدول 4-11 نتایج مربوط به الگوریتم ترکیبی MICA و ERT برای 25 نمونه………….. 63

جدول 4-12 مقایسه نتایج مربوط به 25 پرواز……………………………………………………………………. 63

راهنمای خرید و دانلود فایل

برای پرداخت، میتوانید از کلیه کارتهای عضو شتاب  استفاده نمائید.

بعد از پرداخت آنلاین لینک دانلود فعال و نمایش داده میشود ، همچنین یک نسخه از فایل همان لحظه به ایمیل شما ارسال میگردد.

در صورت بروز  هر مشکلی،میتوانید از طریق تماس با ما  پیغام بگذارید و یا در تلگرام با ما در تماس باشید، تا شکایت شما مورد بررسی قرار گیرد.

برای دانلود فایل روی دکمه خرید و دانلود  کلیک نمایید.