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(xiǎn)評(píng)價(jià)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(shì)，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(yùn)行復(fù)雜度及風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)也呈上升趨勢(shì)。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(xiǎn)等級(jí)、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(duì)航空公司飛行員資源調(diào)配和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)做了大量研究[1-7]。根據(jù)對(duì)國內(nèi)外專家學(xué)者研究成果總結(jié)發(fā)現(xiàn)，國外對(duì)飛行員資源調(diào)配和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)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(duì)不同運(yùn)行模式的航空公司飛行員資源調(diào)配及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型進(jìn)行有效設(shè)計(jì)與研究，取得較大進(jìn)展。但上述研究大多基于運(yùn)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(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)研究較少。

以往飛行員資源調(diào)配時(shí)，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(yàn)，調(diào)配效率較低且調(diào)配后飛行員排班風(fēng)險(xiǎn)不能量化，存在人員調(diào)配不公平合理且風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)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(shí)、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(shí)及出勤時(shí)間，提高調(diào)配科學(xué)性、合理性及效率?；贏HP 和模糊綜合評(píng)價(jià)法，選取人員、作業(yè)區(qū)域、氣象、電網(wǎng)環(huán)境4 個(gè)一級(jí)指標(biāo)和12 個(gè)二級(jí)指標(biāo)，建立飛行員排班風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，實(shí)現(xiàn)人員排班風(fēng)險(xiǎn)值量化管理。并選取實(shí)例，驗(yàn)證飛行員資源優(yōu)化調(diào)配軟件及排班風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)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(yùn)行和飛行規(guī)則》（CCAR-91）和相關(guān)手冊(cè)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(jì)劃需求，根據(jù)飛行員對(duì)不同機(jī)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(shí)，需平衡當(dāng)年累計(jì)飛行時(shí)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(shí)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(shí)及出勤時(shí)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(xiǎn)評(píng)價(jià)體系

3.1 層次分析法（AHP）與模糊綜合評(píng)價(jià)

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(duì)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(píng)價(jià)法進(jìn)行定性和定量分析。

3.2 飛行員排班風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)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(diǎn)，選取4 個(gè)一級(jí)指標(biāo)，12 個(gè)二級(jí)指標(biāo)，構(gòu)建出飛行員排班風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型。將排班風(fēng)險(xiǎn)值設(shè)為目標(biāo)層A，將4 個(gè)一級(jí)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(gè)二級(jí)指標(biāo)設(shè)為第二準(zhǔn)則層C，并將12 個(gè)二級(jí)指標(biāo)按D1-D42 進(jìn)行層級(jí)分級(jí)。

通過構(gòu)造B 層指標(biāo)對(duì)A 層目標(biāo)的判斷矩陣、C 層指標(biāo)對(duì)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(gè)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(gè)指標(biāo)的相對(duì)權(quán)重。

本文根據(jù)上述方法計(jì)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(duì)判斷矩陣的一致性進(jìn)行檢驗(yàn)，需選取一致性指標(biāo)CI 和平均隨機(jī)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(yàn)重要性評(píng)價(jià)結(jié)果偏差，平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI 是防止出現(xiàn)評(píng)價(jià)結(jié)果不一致。當(dāng)C 和R 均小于0.10 時(shí)，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(yàn)。

根據(jù)模糊綜合評(píng)價(jià)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(jì)算出各個(gè)二級(jí)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)得分，并根據(jù)評(píng)價(jià)得分確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

計(jì)算方式為：

其中Di表示第i 個(gè)指標(biāo)的得分。

表1 風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

4 實(shí)例驗(yàn)證

為進(jìn)一步驗(yàn)證飛行員資源優(yōu)化調(diào)配軟件及排班風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系的可靠性，選取29 名不同資質(zhì)、技術(shù)等級(jí)、飛行小時(shí)、出勤期及狀態(tài)的飛行員，響應(yīng)8 個(gè)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(jí)分級(jí)，依據(jù)排班風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系，計(jì)算其單人風(fēng)險(xiǎn)值及雙人風(fēng)險(xiǎn)值，結(jié)果表明，所排人員雙人搭配風(fēng)險(xiǎn)值均在中等風(fēng)險(xiǎn)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(shí)、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(shí)及出勤時(shí)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(píng)價(jià)法，選取人員、作業(yè)區(qū)域、氣象、電網(wǎng)環(huán)境4 個(gè)一級(jí)指標(biāo)和12 個(gè)二級(jí)指標(biāo)，建立飛行員排班風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，實(shí)現(xiàn)人員排班風(fēng)險(xiǎn)值量化管理。并根據(jù)實(shí)例驗(yàn)證飛行員資源優(yōu)化調(diào)配軟件及排班風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)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(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)具有良好可操作性。

表2 飛行員排班風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)