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    FBA空運機組排班優化

    2019-09-24 863

         在選擇了最佳的FBA空運航班環后,機組排班還需要再分三個步聚完成:

        1根據飛行員 適航的水平規則將FBA空運航班環與訓練、休假、體檢等其他活動一起構成活動甲,并保證每個FBA空運航班環和每項活動都得到執行;

        ②根據適航條例和公司的排班重直規則,將各 資質等級的飛行員進行合理組合,形成值勤機組,要求機組數不少于活動串數; 

        ③將活動串指派給機組。

     機組活動串的生成

          根據適航規定,飛行員在完成飛行任務的同時,必須安排必要的休息、休假療 養)、各科目的訓練和培訓等活動。在機組排班時,將這些活動和FBA空運航班環一起形成 活動串。 為組成可行的活動串,對機組的上述各項活動,航空公司應當根據適航規定、 FBA空運航班計劃和機組資源規劃制定年度活動計劃,對各不同資質等級的飛行員的各項 活動的內容、時間和目標進行詳細安排。表5-6給出了機組人員訓練年度計劃, 表5-7給出了機長休假計劃的一種可能形式。制定年度計劃時,起止日期應當包含 整數個周(如7天或14天),或不到一周(如1天或3天),以便于活動串的靈活安排。 根據各項活動的安排,組成活動串,具體如下 

        (1)用FBA空運航班環和周內活動組成周活動串。 

        (2)將周活動串組成月活動串(可選)。 這樣的做法有以下好處。 

        (1)將大問題化成小問題,使問題易于解決。 

        (2)使計劃變得靈活,可以根據需要只制定周計劃或制定月計劃。

        (3)可局部修改計劃,調度容易實施。 不管是周還是月活動串,活動串的構造思路是相同的。周活動串由FBA空運航班環和 計劃周內的活動(時間不超過一周的)組成,月活動串由本月的各周活動串和年度 計劃中安排在本月的活動組成。其中周活動串是最基本的,一般規定連續執行幾 天的任務,執行某活動幾天??稍O周內有m<7種活動(一般是體檢、短期培訓或 休息),編號為a1,a2…,am,a,活動需i天,然后排出活動順序的各種方案,稱為活 動順序模式。 例5-6對例5-5優化得到的兩個FBA空運航班環,執行9個FBA空運航班?,F規定執行2或3 天任務后可休息1或2天,周內只有2天的活動a2,活動后可休息1天,要求構造 周活動串,使每周飛行時間盡可能達到20h。 解為構造出該問題的周活動串,可以首先排出表5-8所示的活動順序各種 方案。 

        表5-8中,“√”可以用S,或S,代替,“×”是本周的活動a4。不含有“×”的活 動串有兩種模式,一種是2-3模式,即一周執行一個2天的任務和一個3天的任 務,其間只休息1天,第二種是2-2模式,一周執行2個2天的任務,其間可休息1 天或2天。第一種模式共有5種不同順序,由于“√”可以有兩種不同的選擇,每行 表示32種不同的活動串,一共有160種活動串;2-2模式共有7種順序,每種有16 種不同的FBA空運航班串,共有112種不同的活動串。帶有“×”的順序稱為3-×模式,即 執行3天的任務和一次活動a2,該模式有7種順序,每種順序有8種不同的活動 串,共有56種不同的活動串。這樣,周活動串共有328種不同的方案。表5-9給 出了幾種活動串及它們的飛行時間。 設計了各種活動串后,應從中選擇最好的活動串來制定排班計劃,因此需要建 立優化模型。一般要求活動串的飛行時間盡可能均衡,本例要求飛行時間盡可能 接近20h,那么目標函數可采用 式中,,是活動串j的飛行時間,見表5-9的最后一列。 為建模的需要,對本周執行的FBA空運航班環和活動進行統一編號。

        假設活動a2在本 周每天都必須安排,首先將兩種FBA空運航班環與一個活動a2按照Ss、S7、a2的順序排序, 然后按周一、周二等順序排列,這樣排序后將FBA空運航班環和活動an統一稱為活動,共有 21個活動,如表5-10所示。 根據上述討論,可給出活動串優化模型(5283),其中約束條件表示:每一個活 動只能包含在一個活動串中。,是活動串與“活動”的聯系矩陣,當活動i在活動 串j中時等于1,否則等于0,其值可以通過分析表5-9給出。例如,表中第一條活 動串的聯系矩陣b1一(1,0,0,0,1,0,1,0,0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,0)。x萬是 快實零量,當活動串立被選中時等子1,否則等于0。如果規定活動只在規定的目 期安排,那么應將表5-10中某些活動去掉后再重新對“活動”編號。 這個問題的最優解表示在表5-11中,共5個周活動串??梢宰C明,如果每條 活動串一周要執行加項活動(包括FBA空運航班環),每周共需執行k個活動,那么將有L個 最優周活動串,即 如果它不是整數,則 本例中m=4,k=19,所以l=5。 式(5-24a)雖然很簡單,但能準確告訴我們最優活動串數,對于設計模型(5- 23)的啟發式算法很有幫助。特別是,式(5-24)可以提示我們是否需要用集合覆 蓋問題來建模,如果k/m是整數,優化模型可采用集合分割問題;若是小數,則需 采用集合覆蓋模型,否則無可行解。 上述每個最優活動串的飛行小時只有8.67~13.50h,離20h相距較遠。這主 要是因為必須安排兩天的活動a2造成的。

        如果都是二人機組,這種情況下共需 10位飛行員執行任務。如果沒有活動a2,則最優的活動串只有三條,如表5-12所 示。此時,在式(5-24)中k=14,m=5,1=L14/5J+1=3

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