運(yùn)控中心突發(fā)應(yīng)急事件協(xié)同決策研究

羅鳳娥　郭 爽

運(yùn)控中心突發(fā)應(yīng)急事件協(xié)同決策研究

羅鳳娥郭 爽

航空公司運(yùn)行控制中心是組織和實(shí)施飛行的指揮中心、決策中心和執(zhí)行中心，是集中、迅速處理不正常及緊急事件的決策和發(fā)布機(jī)構(gòu)。運(yùn)控中心各部門之間的協(xié)同是保證航班順利實(shí)施的關(guān)鍵。本文首先分析航空公司應(yīng)急突發(fā)事件特征，分析參與應(yīng)急時(shí)各部門之間的協(xié)同作用，并構(gòu)建應(yīng)急處置協(xié)同網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)定義應(yīng)急響應(yīng)的協(xié)同矩陣，來(lái)描述部門間決策的影響。最后，綜合運(yùn)用線性規(guī)劃理論與方法，將應(yīng)急協(xié)同決策問(wèn)題抽象成多目標(biāo)協(xié)同決策問(wèn)題，并建立多目標(biāo)協(xié)同決策優(yōu)化模型。運(yùn)用臨界值－加權(quán)的方法，對(duì)應(yīng)急處置方案進(jìn)行優(yōu)化選擇。

決策作為企業(yè)管理的核心內(nèi)容，其水平的高低，直接決定了企業(yè)發(fā)展水平的高低。隨著企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大和業(yè)務(wù)的擴(kuò)張，企業(yè)內(nèi)部各部門以及各地區(qū)分公司的組織功能將會(huì)增強(qiáng)化，而組織結(jié)構(gòu)卻會(huì)趨于分散化。這將對(duì)企業(yè)的決策提出更大的挑戰(zhàn)，既要滿足企業(yè)整體利益的需求，又要顧及分公司以及各部門的利益分配。因此，對(duì)企業(yè)的協(xié)同決策可以理解為：企業(yè)決策系統(tǒng)中的各個(gè)子系統(tǒng)，在共同的外界環(huán)境壓力和公司總體利益的驅(qū)動(dòng)下，不僅為本部門的利益做出決策，更要與其他部門相互協(xié)調(diào)，使公司的整體利益達(dá)到最優(yōu)。

對(duì)于航空公司來(lái)說(shuō)，各部門間的協(xié)同決策顯得更為重要。特別是發(fā)生大規(guī)模航班延誤、緊急事件處理等，更需要各部門精誠(chéng)合作，共同參與決策處理。在航空公司規(guī)模擴(kuò)大，業(yè)務(wù)面多，公司之間競(jìng)爭(zhēng)激烈的情況下，如何將公司內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)強(qiáng)化，如何及時(shí)有效的地完成各類決策，成為航空公司獲得利潤(rùn)、贏得市場(chǎng)的關(guān)鍵問(wèn)題之一。加強(qiáng)航空公司內(nèi)部各部門之間的協(xié)同是解決該類問(wèn)題的有效途徑。針對(duì)航空公司運(yùn)行特點(diǎn)，研究適用于航空公司內(nèi)部各部門之間協(xié)同決策的一般性規(guī)律，建立相應(yīng)的一般性模型。這對(duì)于利用IT技術(shù)建立航空公司運(yùn)行控制決策支持系統(tǒng)有著重要的理論依據(jù)。因此本文依據(jù)以上分析，按照航空公司現(xiàn)有各部門的職責(zé)分工與信息交互流向，提出多目標(biāo)多部門的航空公司應(yīng)急協(xié)同決策模型。

航空公司應(yīng)急突發(fā)事件特征分析

部門多樣性

運(yùn)控中心是運(yùn)行機(jī)構(gòu)，包括通信、簽派和外圍團(tuán)隊(duì)。主要部門代表有：值班主任、區(qū)域經(jīng)理、飛行簽派員、氣象專家、導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)分析員、空管/機(jī)場(chǎng)協(xié)調(diào)員、機(jī)務(wù)維修、飛機(jī)排班、客戶服務(wù)、機(jī)組跟蹤、性能工程師、配載等。因此當(dāng)航空公司突發(fā)應(yīng)急事件時(shí)為了及時(shí)有效應(yīng)對(duì)，必須聯(lián)合各個(gè)部門力量進(jìn)行協(xié)同處置。

目標(biāo)多樣性

目標(biāo)的多樣性是指在進(jìn)行突發(fā)事件的應(yīng)急決策時(shí)，針對(duì)不同部門的不同應(yīng)急方案需要從多個(gè)評(píng)判維度對(duì)該方案進(jìn)行評(píng)判，例如，旅客、收益、風(fēng)險(xiǎn)等。因此，在進(jìn)行協(xié)同決策時(shí)，需要協(xié)同考慮不同部門應(yīng)急處置的目標(biāo)，綜合分析并盡可能優(yōu)化選擇出各部門都滿意的應(yīng)急決策方案。

航空公司多部門多目標(biāo)應(yīng)急協(xié)同決策建模

假設(shè)航空公司發(fā)生某種突發(fā)應(yīng)急事件，該事件需要N個(gè)部門進(jìn)行協(xié)同處置，這N個(gè)部門分別從自身利益出發(fā)制定了各自的應(yīng)急處置方案，對(duì)于這些方案有P個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，包括旅客、收益、成本、風(fēng)險(xiǎn)等。如何平衡考慮各部門的方案，得出令參與協(xié)同決策的部門都盡可能滿意的方案，是建模的關(guān)鍵。

航空公司應(yīng)急協(xié)同網(wǎng)絡(luò)

航空公司應(yīng)急事件的處置往往涉及多個(gè)部門，這些部門有的是彼此間決策不受影響的，有的是需要考慮其他部門的決策才能完成自身的決策方案。為建立航空公司突發(fā)應(yīng)急事件的協(xié)同網(wǎng)絡(luò)，我們通過(guò)有向圖來(lái)表征應(yīng)急響應(yīng)的整個(gè)過(guò)程，如圖1所示。圖中標(biāo)注的每個(gè)部門都參與該次協(xié)同決策的部門，如果部門j的決策方案對(duì)部門i的決策方案產(chǎn)生影響，那么就從部門i到部門j畫一條有向邊。這里，我們用矩陣A｛A（ i，j） ｝表示鄰接矩陣用在應(yīng)急協(xié)同決策網(wǎng)絡(luò)中，其中，A（ i，j）是用來(lái)表示在協(xié)同網(wǎng)絡(luò)中部門i和部門j存在的聯(lián)系。記：

表1　多目標(biāo)協(xié)同決策模型中的一些定義

圖1　航空公司運(yùn)控中心突發(fā)事件應(yīng)急協(xié)同網(wǎng)絡(luò)

當(dāng)航空公司突發(fā)應(yīng)急事件時(shí)，公司運(yùn)行控制中心會(huì)立即成立應(yīng)急指揮小組，該小組會(huì)立即前往應(yīng)急指揮中心參與整個(gè)事件的協(xié)調(diào)指揮工作，是應(yīng)急決策的核心。因此在協(xié)同網(wǎng)絡(luò)中會(huì)向每個(gè)部門連一條有向邊。

航空公司應(yīng)急協(xié)同矩陣

航空公司應(yīng)急協(xié)同矩陣是對(duì)參與協(xié)同的應(yīng)急部門之間不同決策方案的相互影響的表征。定義協(xié)同矩陣W，它反映的是參與應(yīng)急決策時(shí)，部門之間參與決策時(shí)互相影響的程度。其元素W（i，j），即協(xié)同系數(shù)，表示的是部門i的決策與部門j的決策之間的影響程度。

多目標(biāo)協(xié)同決策優(yōu)化模型

航空公司應(yīng)急突發(fā)事件的協(xié)同決策其實(shí)質(zhì)就是綜合評(píng)估各決策部門的利益，從中選出讓各部門都能滿意的應(yīng)急決策方案。因此，我們將應(yīng)急協(xié)同決策問(wèn)題轉(zhuǎn)換成對(duì)多目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化的問(wèn)題，于是我們考慮建立多目標(biāo)優(yōu)化模型。為了闡述模型，我們定義了一些模型中用到的變量和參數(shù)，見(jiàn)表1。

由表1中各變量和參數(shù)結(jié)合其定義，我們便可以通過(guò)計(jì)算得到參與協(xié)同決策的各部門對(duì)部門i的方案在給出的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)j下的綜合滿意度為：

為了滿足參與應(yīng)急協(xié)同決策中所有部門間的利益，我們希望篩選出的應(yīng)急處置方案C，在滿足每個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)前提下的綜合滿意度能夠盡可能的高，于是這便是一個(gè)由P個(gè)目標(biāo)組成的多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題。由于為一個(gè)N維向量，因此我們求解它的最大范數(shù)。通過(guò)以上分析，我們提出以下多目標(biāo)協(xié)同決策模型：

多目標(biāo)優(yōu)化決策模型求解

我們所建立的模型是一個(gè)多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題模型，要解決這個(gè)問(wèn)題就必須確定各個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的權(quán)重，為了便于解決需對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，即利用線性加權(quán)的方法將之轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題。獲取評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)i的權(quán)重a（i）有兩種方法，一是通過(guò)層次分析法，二是由該部門的相關(guān)人員來(lái)制定。通過(guò)將指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較，重要得1分，不重要得0分，求出每個(gè)指標(biāo)的得分在總分中所占比例，將其視為權(quán)重。此時(shí)就得到了單目標(biāo)優(yōu)化決策模型如下：

算法實(shí)施

將多目標(biāo)決策模型轉(zhuǎn)化成了單目標(biāo)決策模型，雖然模型得到了簡(jiǎn)化，但是其中仍有多個(gè)未知變量，例如某部門給出決策方案時(shí)其對(duì)自身方案的認(rèn)可程度函數(shù)。其中目標(biāo)函數(shù)也是一個(gè)N維的向量。這些問(wèn)題都將導(dǎo)致多目標(biāo)優(yōu)化模型在求解釋比較困難，于是，我們采用設(shè)定臨界值及權(quán)重的決策方法來(lái)解決目標(biāo)函數(shù)是N維向量這個(gè)問(wèn)題。

打分

對(duì)應(yīng)急決策方案的認(rèn)可程度，我們采用打分的方式來(lái)表達(dá)。首先由參與應(yīng)急的各協(xié)同部門分別對(duì)自己的所有子方案打分，打分的標(biāo)準(zhǔn)為之前確定的p個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。打分的范圍在0～1之間，分?jǐn)?shù)越高則表示該部門對(duì)此方案越認(rèn)可。記s（A，i；k）為部門A對(duì)自己的方案i在標(biāo)準(zhǔn)k下的打分。

如果該部門的決策會(huì)對(duì)其他部門決策產(chǎn)生影響，那么對(duì)于受到其影響的部門還應(yīng)對(duì)自己部門的每個(gè)方案進(jìn)行打分。記s（B，B2，A，A1；k）為在評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)k上，部門A對(duì)于部門B方案B2在自己選擇Al的情況下的打分。

應(yīng)急處置方案在各評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)上的得分計(jì)算

我們將來(lái)自部門i的應(yīng)急處置子方案C設(shè)為C（i），在評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)k下的得分定義為：

所有應(yīng)急處置子方案的得分構(gòu)成此次應(yīng)急處置方案的綜合得分。假設(shè)參與此次應(yīng)急決策的部門有N個(gè)，則應(yīng)急處置方案C在評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為k時(shí)的得分記為：

應(yīng)急處置方案的得分計(jì)算

結(jié)合評(píng)價(jià)分s(C;K)及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重a（ k） ，應(yīng)急處置方案C的綜合得分定義如下：

此時(shí)s(C)仍是 N維的得分向量，為確定最優(yōu)組合方案，我們需要比較不同組合方案的得分向量。

最優(yōu)決策方案的選取

為了避免出現(xiàn)“高低混合搭配”的決策方案，保證決策的公平性，我們提出臨界值-加權(quán)決策方法。

我們選定一個(gè)數(shù)值a作為臨界值。然后去除組合方案中，各方案對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)向量其向量的分量小于a的情況。

利用加權(quán)的方法選取出最優(yōu)的應(yīng)急處置方案。假設(shè)應(yīng)急事件共涉及N個(gè)部門，則每一個(gè)應(yīng)急處置方案都對(duì)應(yīng)一個(gè)N維的向量。設(shè)應(yīng)急方案C的得分向量的元素為S （1），S（2），…，S（N），則應(yīng)急處置方案C的最終得分記為：

其中的b（i）為部門i的重要程度，由航空公司應(yīng)急指揮中心專家給出。

3）在各個(gè)方案之間進(jìn)行比較，選出分?jǐn)?shù)最大的應(yīng)急決策方案。

結(jié)語(yǔ)

本文將協(xié)調(diào)理論與決策論運(yùn)用于航空公司決策問(wèn)題的研究，提出航空公司突發(fā)應(yīng)急事件協(xié)同網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)急協(xié)同矩陣、多目標(biāo)優(yōu)化決策模型，通過(guò)三者的結(jié)合，清晰地為航空公司運(yùn)控中心各部門間協(xié)同決策方案的選擇提供了參照模型，并通過(guò)臨界值-加權(quán)方法，對(duì)應(yīng)急處置方案進(jìn)行優(yōu)化選擇。為實(shí)現(xiàn)航空公司運(yùn)控部門間針對(duì)應(yīng)急突發(fā)事件進(jìn)行協(xié)同決策提供了理論依據(jù)。

羅鳳娥郭 爽

中國(guó)民用航空飛行學(xué)院

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.07.008