分阶段机组排班方法的研究与实现

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1、中国民用航空学院硕士学位论文分阶段机组排班方法的研究与实现姓名：齐雁楠申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：王红20060226中国民用航空学院硕十学位论文摘要机组排班是航空公司信息化建设的重要课题，是机组资源合理利用的重要方面，机组成员的飞行任务安排是否合理关系到航班的飞行安全和服务质量。机组排班问题是一个非常复杂的多目标规划问题，具有NP难的特点。在课题组前期对排班问题模型和遗传算法的研究基础上，经过深入地分析航空公司排班工作实际，进一步明确了分阶段排班的思想，将排班问题分解为机组生成和机组分配两个阶段。

2、本文首先实现了基于C／s结构的机组资源管理与排班原型系统的开发，为分阶段排班方法的深入研究建立了软件平台；对前期以人员工作负荷均衡为目标的单目标模型进行了改进，建立了基于机组人员工作负荷均衡和机组人员协调性好的多目标模型。同时对影响机组协调性的因素进行了深入的分析，根据人员技术、时间、性格等因素的搭配互补原则给出了机组生成的方法，并采用模糊优选动态规划方法对生成的机组进行了协调性评价，将较优的机组使用遗传算法分配到最合适的航班。本文采用面向对象的方法，在．NET平台上实现了分阶段的排班方法，完善了机组排班系统的软件功能

3、，使用航空公司实际数据迸行试验，与原型排班方法结果进行了对比分析，在人员工作负荷均衡和机组协调性两方面都取得了比较满意的结果。经过对分阶段排班方法进行全面的研究，本文在机组排班问题的理论和实践两方面都做了更深入的探索。关键词：机组排班，分阶段方法，机组生成，协调性，模糊优选中国民用航空学院硕士学位论文第二章基于c／S结构的机组资源管理与排班原型系统实现2．1系统分析2．1．1系统业务流程分析排班系统的目标是完成各种情况下飞行人员和乘务人员的航班派遣与管理工作。机组资源管理的核心是航班计划和人员资源。航班计划包括固定航班

4、和临时航班，机组资源包括登缎嚣基础近儿年来．增酒嵯琳～费鏊型堕鬻嘿每两燃峰滢测妻剐崾绺j机组～根据目前国内航空公司的实际情况，围绕机组排班的优化问题，以机组人员工作负荷均衡为基本目标，创建了机组排班的数学模型⋯1，并采用遗传算法进行对排班优化算法的仿真实验，为解决排班算法问题奠定了一定的理论基础。但机组排班是个非常复杂的多目标规划问题，具有NP难的特点。航班任务执行的安全性与服务质量的好坏不仅体现在机组人员工作负荷均衡一个方面，执行同一航班的机组人员之间搭配的协调性，在很大程度上决定了航班的飞行安全，而乘务组人员之问搭

5、配的协调性则决定了航班的服务质量，因此排班过程中人员的分组问题成为了排班中必须研究的一个难点。1．3．2研究内容课题组前期的研究工作主要是基于机组人员已经分配合理的基本条件，以时间均衡为目标建立的机组排班算法模型和仿真实验，机组生成与排班的过程未能完全实现软件化，因此，本文在前期理论研究的基础上，结合航空公司机组资源管理的实际情况，主要在以下方面开展了进一步的研究和开发工作：1．在前期理论研究的基础上，开发基于C／s结构的机组资源管理与排班原型系统，实中国民用航空学院硕士学位论文行，也可以在服务器进行，而且具有较强的事

6、务处理能力，能实现复杂的业务流程。为此，C／S模式的数据分布处理的特性可以使飞行组和乘务组分布于不同的客户端进行排班工作，工作可以在客户端完成，减轻了服务器端的工作负荷。2．1．3功能分析服务器图2．2机组排班系统体系结构从机组排班的流程可以看出，排班原型系统是对机组人员信息，机组任务信息进行管理。机组排班系统主要由两大部分构成：机组资源信息管理(乘务人员信息管理、飞行人员信息管理)、机组排班管理(机组生成、机组分配)，如图2．3所示。早早早露蓐，，一一t～、P：==-=__：：■I

7、、堂塑嘎一，图2．3系统功能构成图

8、排班原型系统开发主要依据实际的排班流程，根据航班计划机型的定员要求逐一地将需要的机组人员安排到每一航班中。机组排班过程由机组生成和机组分配两个阶段构成，原型系统开发过程中机组人员的搭配是按照航空公司机组排班的基本原则进行的。1．航班信息的管理航班计划是航空公司‘切生产活动的基础和核心，是机组排班的基础。航班计划是中国民用航空学院硕士学位论文由航空公司生产计划部门制定并管理，在实际系统中要设计一个接口，直接将航班信息导入机组排班系统。本系统就设计了航班信息管理数据接口(但没有与航空公司运营系统连接)，为实现机组资源管理与

9、排班提供基本数据支持。航班信息的主要内容如下：>航班号：一个航班号代表一个航班。>班次：即航班频率，指航空公司一天中在同一航线上有多少个航班；≯班期：指某一航班在一周中的哪几天执行；班次和班期是排班中重要的时间要素。》机型：指执行该航班所使用的飞机型号，不同的飞机类型有不用的飞行性能。机型信息在排班中的作用是提供每一种机型配备的最