基于飛行簽派員的航空公司運行效率提升研究

羅鳳娥,李珊,千富榮,宋小強

(中國民用航空飛行學(xué)院 空中交通管理學(xué)院，廣漢 618307)

0 引 言

近年來，在航班運行量快速增長、運行環(huán)境日趨復(fù)雜以及資源配置緊張等因素的發(fā)展大背景下，飛行簽派員的日常工作負(fù)荷較以往大幅增加。過高的日常工作負(fù)荷定會引起簽派員一定的疲勞和精力分散問題，難以確保對每次飛行進行恰當(dāng)?shù)倪\行管理與控制，容易發(fā)生人為因素差錯或事故，降低簽派員的整體工作效率和公司的運行效率，增加公司的運營成本[1-2]。“確保安全，狠抓效益，力求正點，優(yōu)質(zhì)服務(wù)”是每個航空公司的堅定目標(biāo)和追求核心。

國內(nèi)對于運行效率的研究主要有：2010年，Wen Jun等[3]基于DEA模型對我國航空貨運業(yè)運行效率進行了評價研究，為航空運輸提供了科學(xué)的規(guī)劃和決策依據(jù)；2012年，羅冠中[4]對空管運行效率評估技術(shù)進行了研究，使得運行效率的評估由定性層面發(fā)展到定量層面；同年，林歡[5]對管制運行效率評估進行了研究，實現(xiàn)了管制運行效率評估系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)；2016年，宮廷玉[6]對到達流空間布局對終端區(qū)運行效率的影響進行了研究，驗證了雙三邊布局能夠有效的提高到達流的運行效率，進而提高終端區(qū)運行效率。國外對運行效率的研究較為成熟，2004年，ICAO頒布的《航行服務(wù)機構(gòu)的績效管理和績效考評》中，提出考核航行服務(wù)機構(gòu)的指標(biāo)包括安全、運行效率、成本效益、服務(wù)質(zhì)量四方面[7]；D.Robyn[8]從美國政治體制的角度提出，為了提高運行效率和減少航班延誤，必須要對空中交通管制系統(tǒng)進行改革，空中交通組織(ATO)應(yīng)該從FAA的監(jiān)管機構(gòu)中獨立出來，努力使空中交通管制(ATC)走向商業(yè)化的運行方式，這樣才能提高安全性和效率，從而減少航班延誤；C.E.Huang[9]對美國本土20個航路交通管制中心進行了成本和效率分析。

目前國內(nèi)其他行業(yè)對于運行效率的研究相對成熟，但置身于民航業(yè)來說，空管運行效率的研究相對較少，對于航空公司運行效率的研究更是較為缺乏。航空公司運行控制中心是飛行運行組織實施的核心，是公司運行效率的關(guān)鍵部門，然而簽派員在飛行運行中擔(dān)當(dāng)組織、協(xié)調(diào)、決策的重要角色。因此，簽派員的能力和效率提升對于公司運行效率起到至關(guān)重要的作用[10-13]。本文主要從簽派員、運控設(shè)備、AOC組織結(jié)構(gòu)和工作環(huán)境、航空公司管理規(guī)定四個方面進行指標(biāo)的提取和篩選，基于建立的評價指標(biāo)體系建立飛行簽派員的航空公司運行效率提升評估模型。

1 基于簽派員的航空公司運行效率評價指標(biāo)體系

航空公司運行效率管理提升研究涉及公司各個部門，本文主要在全面分析航空公司運行管理效率影響因素的基礎(chǔ)上，基于航空公司運行控制中心和簽派員兩方面，對航空公司運行效率的提升建立相應(yīng)的效率提升模型。此效率提升模型能夠明確指出航空公司運行控制部門在運行效率管理中存在的不足之處，提高航空公司運行控制部門的運行效率，從而整體提升航空公司的運行效率。通過對各個航空公司運行效率的分析，可以發(fā)現(xiàn)航空公司在生產(chǎn)運行時所使用到的資源中有許多都具有民航特色，這種特殊性在航空公司運行管理效率指標(biāo)體系中應(yīng)當(dāng)有所體現(xiàn)。只有以這樣的指標(biāo)體系為基礎(chǔ)，對基于簽派員的航空公司運行效率提升才會起到一定的作用，才能夠明確其應(yīng)當(dāng)改善的方向，確保依據(jù)評價結(jié)果所提出的改進建議符合航空公司效率提升的運行與管理特點，具有較強的操作性和針對性[14-15]。

本文主要根據(jù)運行效率影響的四個關(guān)鍵因素，包括人(簽派員)、機(運控設(shè)備)、環(huán)(AOC組織結(jié)構(gòu)和工作環(huán)境)、管理(航空公司管理規(guī)定)[16]，建立4項準(zhǔn)則，16項指標(biāo)。結(jié)合指標(biāo)之間的相互聯(lián)系和制約關(guān)系，采用層次分析決策方法進行指標(biāo)權(quán)重的確定，并用物元可拓模型系統(tǒng)評價分析，更能準(zhǔn)確描述指標(biāo)與實際事物之間的關(guān)系，最后建立影響航空公司運行效率的評價指標(biāo)體系，如圖1所示。

圖1 基于簽派員的航空公司運行效率評價指標(biāo)體系

2 評價模型分析

2.1 物元可拓模型分析

從模型的研究內(nèi)容上來看，物元可拓理論研究的是事物的矛盾問題，而航空公司運行效率的提升與人、機、環(huán)境、管理也存在許多矛盾問題，在航空公司運行效率提升過程中，有限的簽派員隊伍和大量航班正常高效放行之間的矛盾就是不相容問題，有限的資源配置與運行效率提升本身就是矛盾問題。

從模型的理論邏輯上來看，根據(jù)物元概念建立起航空公司運行效率提升的物元模型，事物是指航空公司運行效率提升，特征是指運行效率提升評價的任一指標(biāo)，量值是指指標(biāo)數(shù)值。

從模型的研究對象上看，在航空公司運行效率提升指標(biāo)評價中，既有定性評價的因素，又有定量評價的因素，隨著時間的推移和技術(shù)的發(fā)展，加其變化性，各種因素的變異正符合可拓學(xué)對研究對象的要求。

物元可拓模型是以物元理論和可拓集合為理論框架，建立經(jīng)典域、節(jié)域以及評價等級[17]，根據(jù)實際計算數(shù)據(jù)計算待評物元關(guān)于評價等級的關(guān)聯(lián)度，以此來確定評價對象的等級[18]。

2.1.1 經(jīng)典域和節(jié)域

設(shè)航空公司運行效率提升模型的定性指標(biāo)有m個，并將指標(biāo)定量的分為n個等級，把它們描述為以下定量、定性綜合評估物元模型(稱之為“經(jīng)典域”)。

(1)

式中：Rj為第j級航空公司運行效率提升的物元模型；Nj為第j級航空公司運行效率提升評價等級；C為評價等級對應(yīng)的評價指標(biāo)；Vjk(k=1,2,…,m)為Nj中關(guān)于ck的取值范圍，即經(jīng)典域；ajm,bjm分別為該取值范圍的上限和下限。

令

(2)

式中：Rp為航空公司運行效率提升評估指標(biāo)允許取值范圍的物元；Np為航空公司運行效率提升評價全體等級；C為航空公司運行效率評價等級對應(yīng)的評價指標(biāo)；Vpk(k=1,2,…,m)為Np中指標(biāo)ck的允許取值范圍，即節(jié)域；apk,bpk分別為該取值范圍的上限和下限。

2.1.2 確定待評物元

把所檢測得到的數(shù)據(jù)或分析結(jié)果用物元R0表示為

(3)

式中：N0為待評航空公司運行效率提升評價等效；V1,V2,…,Vm分別為收集到待評物元N0關(guān)于特征C1,C2,…,Cm的具體量值。

2.2 確定權(quán)系數(shù)

2.2.1 改進層次分析法基本原理

層次分析法一般會采用著名運籌學(xué)家Saaty提出的9級標(biāo)度法，首先通過對各個層次以及各個指標(biāo)元素之間兩兩進行互相比較，然后形成判斷矩陣，最終確定指標(biāo)間相對權(quán)重系數(shù)。本文采用改進三標(biāo)度的指標(biāo)權(quán)重確定方法，使各個評估專家針對構(gòu)造判斷矩陣的時候更加簡便明了，避免了傳統(tǒng)方法在評估過程中出現(xiàn)的計算量大、偏差大、主觀性強、操作復(fù)雜的缺點，使得航空公司運行效率評價指標(biāo)的權(quán)重確定更加合理、有效、可行。航空公司運行效率管理專家根據(jù)三標(biāo)度法則對指標(biāo)進行兩兩比較判斷，從而得到想要的判斷矩陣：

(4)

矩陣A中aij為指標(biāo)ai與aj之間的比較結(jié)果，其表達式為

構(gòu)造判斷矩陣U為

(5)

在判斷矩陣U中

(6)

2.2.2 確定權(quán)重的步驟

(1) 利用改進層次分析法可以科學(xué)的、客觀的將多因素問題整合成單一因素問題的形式，然后在一維空間利用評價模型進行綜合評價，應(yīng)用此法對評估指標(biāo)進行權(quán)重計算[19-20]。根據(jù)式(5)得到判斷矩陣A。

(2) 計算各個評價指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)

根據(jù)方程AW=λmaxW，利用正規(guī)化處理得各指標(biāo)系數(shù)。

(a) 對矩陣A按列規(guī)范化處理

(7)

(b) 對于上述處理過后的矩陣進行行相加計算

(8)

(9)

得到W=(W1,W2,W3,…,Wn)就是相應(yīng)權(quán)重向量，最后對其進行層次總排序。

2.3 建立關(guān)聯(lián)函數(shù)

在建立了航空公司運行效率提升物元模型后，需要對某航空公司運行效率進行評價，為此，需要計算待評物元與物元模型的經(jīng)典域的“接近程度”。在實際計算中，“接近程度”需要根據(jù)指標(biāo)的特點選擇不同的計算方法，本文選擇可拓理論中的初等關(guān)聯(lián)函數(shù)法[21]。

ρ(vk,Vjk)=|vk-(ajk+bjk)/2|-(bjk-ajk)/2

(10)

ρ(vk,Vpk)=|vk-(apk+bpk)/2|-(bpk-apk)/2
(j=1,2,…,n;k=1,2,…,m)

(11)

式(10)～式(11)分別為點vk與區(qū)間Vjk、Vpk的“接近程度”。

(12)

Kj(vk)表示待評物元的第k個指標(biāo)關(guān)于第j級運行效率提升的關(guān)聯(lián)度。

初等關(guān)聯(lián)函數(shù)基本公式的建立，使問題關(guān)聯(lián)度的計算不再依靠主觀統(tǒng)計或判斷，而是根據(jù)對事物關(guān)于某一特征量值要求的范圍和質(zhì)變區(qū)間來確定，這就使得關(guān)聯(lián)函數(shù)擺脫由于主觀判斷造成的偏差。

2.4 確定關(guān)聯(lián)度，進行綜合評價

(1) 計算待評航空公司運行效率提升關(guān)于評價等級的關(guān)聯(lián)度[17]。

關(guān)聯(lián)度其值域是全體實數(shù)，表示對所有評價指標(biāo)符合各個評價等級的程度[22]。

(13)

若Kj(p)≤0，則表示待評物元的等級不在所劃分的各等級范圍內(nèi)，則需要作不合理反饋，并且重新調(diào)整特征參數(shù)和權(quán)重因子，重復(fù)上述步驟。

(2) 求解評價等級的特征值。

(14)

(15)

式中：j*為p的級別變量特征值。

從j*可以看出航空公司運行效率提升等級偏向相鄰等級的程度。

3 算例分析

專家根據(jù)改進的三標(biāo)度層次分析法進行兩兩指標(biāo)間的相互比較最終得出指標(biāo)的總層次排序如表1所示。

同時專家對指標(biāo)進行評分如表2所示。

表1 總層次排序

表2 評價指標(biāo)評分

根據(jù)公式，經(jīng)典域、節(jié)域、待評物元分別為

(16)

(17)

(18)

(1) 計算各指標(biāo)關(guān)于評價等級的關(guān)聯(lián)度Kj(vi)

利用距定義，計算航空公司運行效率指標(biāo)關(guān)于評價等級的關(guān)聯(lián)函數(shù)，得出各個指標(biāo)因素的關(guān)聯(lián)函數(shù)值，由確定評價物元中得知v1=8.1，即v1∈[a11,b11],則：

同理可得C2,C3,…,C16關(guān)于各個等級的關(guān)聯(lián)函數(shù)，其結(jié)果如表3所示。

表3 各個評價指標(biāo)關(guān)于級別的關(guān)聯(lián)函數(shù)值

(2) 計算航空公司運行效率關(guān)于評價等級的關(guān)聯(lián)度

由公式(13)計算航空公司運行效率能力關(guān)于第一級的關(guān)聯(lián)度為

同理，可計算出K2(p)、K3(p)、K4(p)，計算結(jié)果如表4所示。

表4 評價等級關(guān)聯(lián)度值

(3) 等級評定

評價結(jié)果的分級如表5所示。

表5 評價結(jié)果分級

根據(jù)公式(15)求得級別特征值j*為

由特征值j*=1.934 9，查分級表可得該航空公司應(yīng)急事件處置能力為“2-”級別，即為良好，偏向一般。

4 結(jié) 論

(1) 以航空公司目前運行效率管理現(xiàn)狀為出發(fā)點，構(gòu)建的由4項準(zhǔn)則、16項具體指標(biāo)組成的航空公司基于運行控制中心和運行控制中心中簽派員的航空公司運行效率提升指標(biāo)體系合理有效，各個指標(biāo)對于指導(dǎo)航空公司運行效率提升實際工作更具有可操作性和針對性。

(2) 鑒于各個指標(biāo)存在相互影響、相互依賴的關(guān)系，利用層次分析法確定各指標(biāo)的權(quán)重。將物元可拓模型應(yīng)用于航空公司運行效率能力提升過程，完全可以得出基于運行控制中心的航空公司運行效率等級，也可以反映航空公司運行效率發(fā)展變化的特性。

(3) 此效率評估提升模型有助于公司運行效率的評估，其中評估指標(biāo)可反映出公司在哪些方面有不足之處，為指導(dǎo)航空公司運行效率的提升提供了理論基礎(chǔ)，同時文章最后采用算例驗證了效率評估模型對于公司運行效率評估的有效性。