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第43卷第2期郑州航空工业管理学院学报Vol.43No.2

2025年04月JournalofZhengzhouUniversityofAeronauticsApr.2025

D0I:10.19327/j.cnki.zuaxb.1007-9734.2025.02.007

基于启发式算法的支线货机配载优化研究

张昕喆1-2,余彬1,张潜锐，李国举1*

（1.郑州航空工业管理学院航空宇航学院，河南郑州450046；

2.郑州航空工业管理学院河南省通用航空技术重点实验室，河南郑州450046)

摘要：针对支线货机多约束目标条件下超窄体货舱的非确定性货物配载问题，建立支线级航

空货运配载数学模型，采用改进的遗传算法和模拟退火算法两种启发式算法对配载模型进行求解。

以新型支线货机ARJ21-700F的配载过程为研究目标，将最大配载率和最小重心偏移量作为优化目

标，进行15组配载方案的优化求解。对结果进行对比发现：遗传算法在求解配载模型时表现出较好

的稳定性和优化结果，而模拟退火算法则表现出较高的求解效率。所建立的支线级航空货运配载

模型在启发式算法的求解下，保证重心偏移量在安全范围内，货物配载率均在88%以上，并且配载

时间不超过2.5s，有效提升了支线航空货运配载的安全性和高效性。

关键词：遗传算法；模拟退火算法；支线货机；配载平衡；配载效率

中图分类号：U169文献标识码：A

支线航空货机高效配载方法具有重要的理论与工程

0引言

意义。

近年来，随着我国货运机场的快速建设与物流与干线级航空货运相比，支线级所涉及的货物运

运输业的蓬勃发展，航空货运因其时空跨度大和运输距离短,配载次数多,因此对配载的效率有一定要

输速度快而逐渐成为物流运输领域的重要组成部求。航空货运公司目前主要依赖人工进行货物配载

分。在航空货运中，货运飞机的装载和配平是尤为方案制定，面对频繁的航空货运配载任务，不仅需要

关键的环节，配载方案是否科学直接影响货运飞机满足基本约束条件以确保飞行安全，还需要寻找重心

的飞行安全性、燃油经济性和高效运转性。目前位置最优或配载率最大的方案以提高货运效率。航

我国的航空物流运输主要依赖大城市的干线机场，空货运飞机的配载问题是一种经典的NP-hard问

中小城市货物则常使用铁路或公路运输。但随着物题[4，即多约束非确定性问题,随着涉及的货物数量

流产业体系已从单一化的“货物送”发展到当下多元和货舱位置增加,科学配载的难度显著增加。传统的

化的“分类送、及时送、品质送”，支线级航空货运市人工配载方法耗时长、效率低，因此启发式优化算法

逐步被应用于研究货运飞机配载的NP-hard问题[5]。

场的发展潜力逐渐显现[2]。当前国内外针对航空货

运配载方面的研究主要集中于干线级货运，随着国在航空货运配载过程中，一般采用集装箱或集

内支线级机场的不断建设，支线级货运飞机也将大装板作为装载单元来制定配载方案。由于装载单元

量进人货运市场，未来的货运模式将形成以“干-支的数量和货舱位置较多，并且不同装载单元的重量

差距较大，需要制定安全且高效的装载单元配载方

结合”为主的方式来提高航空货运效率[3],因此研究

收稿日期：2024-08-27

基金项目：国家自然科学基金；河南省通用航空技术重点实验室开放基金（ZHKF-230202）；2024年