基于C# 語言和AHP 原理的飛行員資源優(yōu)化調(diào)配及排班風(fēng)險評價研究

王振宇 郭 偉 于 鍇 楊 磊 馮子騰 王 欣

（國網(wǎng)通用航空有限公司，北京100000）

1 概述

隨著民航局放管服政策的深入推進(jìn)，通用航空業(yè)快速發(fā)展，通航飛行作業(yè)任務(wù)量呈逐年增長趨勢，任務(wù)類型多、作業(yè)環(huán)境復(fù)雜、飛行員資源緊張，造成通航飛行運行復(fù)雜度及風(fēng)險指數(shù)也呈上升趨勢。通航飛行作業(yè)中，飛行員資源管理尤為重要，如何優(yōu)化配置飛行員資源、均衡工作量、量化風(fēng)險等級、提高飛行員排班效率及科學(xué)性，已成為亟待研究和解決的問題。

國內(nèi)外專家學(xué)者對航空公司飛行員資源調(diào)配和風(fēng)險評價做了大量研究[1-7]。根據(jù)對國內(nèi)外專家學(xué)者研究成果總結(jié)發(fā)現(xiàn)，國外對飛行員資源調(diào)配和風(fēng)險評價的研究起步較早，成果較為豐碩。隨著近幾年國內(nèi)航空業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)專家也開始對不同運行模式的航空公司飛行員資源調(diào)配及風(fēng)險評價模型進(jìn)行有效設(shè)計與研究，取得較大進(jìn)展。但上述研究大多基于運輸航空公司，通用航空業(yè)因起步較晚，結(jié)合其作業(yè)模式的飛行員資源調(diào)配和排班風(fēng)險等級評價研究較少。

以往飛行員資源調(diào)配時，以人工調(diào)配為主，調(diào)配結(jié)果取決于管理者的工作能力及經(jīng)驗，調(diào)配效率較低且調(diào)配后飛行員排班風(fēng)險不能量化，存在人員調(diào)配不公平合理且風(fēng)險等級較高的可能。本文基于通用航空作業(yè)模式，統(tǒng)籌考慮排班原則、人員資質(zhì)、任務(wù)性質(zhì)、飛行小時、出勤期、作業(yè)區(qū)域等因素，采用C#語言編制飛行員資源優(yōu)化調(diào)配軟件，以平衡飛行員飛行小時及出勤時間，提高調(diào)配科學(xué)性、合理性及效率。基于AHP 和模糊綜合評價法，選取人員、作業(yè)區(qū)域、氣象、電網(wǎng)環(huán)境4 個一級指標(biāo)和12 個二級指標(biāo)，建立飛行員排班風(fēng)險評價指標(biāo)體系，實現(xiàn)人員排班風(fēng)險值量化管理。并選取實例，驗證飛行員資源優(yōu)化調(diào)配軟件及排班風(fēng)險評價體系的可靠性。

2 飛行員資源優(yōu)化調(diào)配

2.1 調(diào)配原則

在遵照局方《一般運行和飛行規(guī)則》（CCAR-91）和相關(guān)手冊制度有關(guān)執(zhí)勤期和休息期相關(guān)規(guī)定的前提下，結(jié)合生產(chǎn)任務(wù)計劃需求，根據(jù)飛行員對不同機型在不同作業(yè)區(qū)域飛行能力的反饋，按照“梯次匹配”的原則，做好飛行員排班調(diào)配。調(diào)配時，需平衡當(dāng)年累計飛行時間及出勤天數(shù)，在符合資質(zhì)要求同等情況下，優(yōu)先安排出勤天數(shù)多但飛行小時少的人員。

圖1 飛行員資源優(yōu)化調(diào)配軟件界面

2.2 軟件編制

采用C#語言按照上述排班調(diào)配原則，編制飛行員資源優(yōu)化調(diào)配軟件，以平衡飛行員飛行小時及出勤時間，提高調(diào)配科學(xué)性、合理性及效率，軟件界面如圖1。

3 飛行員排班風(fēng)險評價體系

3.1 層次分析法（AHP）與模糊綜合評價

層次分析法（AHP），是指建立層次模型，將與決策有關(guān)的因素分解為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、方案層，構(gòu)造判斷矩陣，用求解判斷矩陣向量的方式得出每一層次各因素對上一層某因素的優(yōu)先權(quán)重，在此基礎(chǔ)上采用模糊綜合評價法進(jìn)行定性和定量分析。

3.2 飛行員排班風(fēng)險評價體系

本文通過專家問卷調(diào)查形式，結(jié)合通用航空飛行特點，選取4 個一級指標(biāo)，12 個二級指標(biāo)，構(gòu)建出飛行員排班風(fēng)險評價模型。將排班風(fēng)險值設(shè)為目標(biāo)層A，將4 個一級指標(biāo)（人員指標(biāo)、氣象條件指標(biāo)、地形特征指標(biāo)、電網(wǎng)環(huán)境指標(biāo)）設(shè)為第一準(zhǔn)則層B，將12 個二級指標(biāo)設(shè)為第二準(zhǔn)則層C，并將12 個二級指標(biāo)按D1-D42 進(jìn)行層級分級。

通過構(gòu)造B 層指標(biāo)對A 層目標(biāo)的判斷矩陣、C 層指標(biāo)對B層指標(biāo)的判斷矩陣后，通過和積法求解判斷矩陣，得到各個指標(biāo)的權(quán)重。將判斷矩陣每行分別相加并求出算術(shù)平均數(shù)，即

將向量作歸一化處理，最終得出各個指標(biāo)的相對權(quán)重。

本文根據(jù)上述方法計算出A-B 矩陣的權(quán)重向量為[0.71,0.089, 0.069, 0.113]，B1-C 矩 陣 的 權(quán) 重 向 量 為（0.28，0.17，0.17，0.15，0.08，0.07，0.05，0.04，0.11）

為對判斷矩陣的一致性進(jìn)行檢驗，需選取一致性指標(biāo)CI 和平均隨機一致性指標(biāo)RI，來確定判斷矩陣可靠性，其中一致性指標(biāo)CI 是用來檢驗重要性評價結(jié)果偏差，平均隨機一致性指標(biāo)RI 是防止出現(xiàn)評價結(jié)果不一致。當(dāng)C 和R 均小于0.10 時，認(rèn)為判斷矩陣的一致性可接受。本文判斷矩陣的C 和R 分別為0.029 和0.091，說明判斷矩陣通過一致性檢驗。

根據(jù)模糊綜合評價原理，選取定性指標(biāo)和定量指標(biāo)，確定其隸屬度，最終得到指標(biāo)隸屬度矩陣。根據(jù)層次分析法所得權(quán)重及各指標(biāo)隸屬度矩陣，計算出各個二級指標(biāo)所對應(yīng)的評價得分，并根據(jù)評價得分確定風(fēng)險等級。

計算方式為：

其中Di表示第i 個指標(biāo)的得分。

表1 風(fēng)險等級

4 實例驗證

為進(jìn)一步驗證飛行員資源優(yōu)化調(diào)配軟件及排班風(fēng)險評價體系的可靠性，選取29 名不同資質(zhì)、技術(shù)等級、飛行小時、出勤期及狀態(tài)的飛行員，響應(yīng)8 個生產(chǎn)任務(wù)，將基礎(chǔ)信息表調(diào)入至軟件中，排班結(jié)果如圖2 所示。

圖2 軟件排班結(jié)果

根據(jù)排班結(jié)果，采集16 名飛行員的人員指標(biāo)B1、氣象條件指標(biāo)B2、地形特征指標(biāo)B3、電網(wǎng)環(huán)境指標(biāo)B4 信息，并進(jìn)行D1-D42 指標(biāo)層級分級，依據(jù)排班風(fēng)險評價體系，計算其單人風(fēng)險值及雙人風(fēng)險值，結(jié)果表明，所排人員雙人搭配風(fēng)險值均在中等風(fēng)險以下，表明排班結(jié)果可被接受(表2)。

5 結(jié)論

本文基于通用航空作業(yè)性質(zhì)的基礎(chǔ)上，統(tǒng)籌考慮排班原則、人員資質(zhì)、任務(wù)性質(zhì)、飛行小時、出勤期、作業(yè)區(qū)域等因素，采用C#語言編制飛行員資源優(yōu)化調(diào)配軟件，以平衡飛行員飛行小時及出勤時間，提高調(diào)配科學(xué)性、合理性及效率。基于AHP 和模糊綜合評價法，選取人員、作業(yè)區(qū)域、氣象、電網(wǎng)環(huán)境4 個一級指標(biāo)和12 個二級指標(biāo)，建立飛行員排班風(fēng)險評價指標(biāo)體系，實現(xiàn)人員排班風(fēng)險值量化管理。并根據(jù)實例驗證飛行員資源優(yōu)化調(diào)配軟件及排班風(fēng)險評價體系的可靠性，結(jié)果表明飛行員資源優(yōu)化調(diào)配軟件及排班風(fēng)險等級評價具有良好可操作性。

表2 飛行員排班風(fēng)險等級