CN110084516B - 一种民航航段运行时间标准修订方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种民航航段运行时间标准修订方法，包括以下几个步骤：步骤S1，分析并计算航段运行数据；步骤S2，划分拟调整航段和拟不调整航段；步骤S3，修订拟调整航段时间标准；步骤S4，汇总航段运行时间修订。本发明的方法，在全面考虑航段运行情况的基础下，提供了更加科学的时间标准修订依据，均衡了历史运行数据和各航空公司的航段申报时间，减少了航段运行时间修订流程，在确保公平性原则的前提下提高了修订效率。

Description

一种民航航段运行时间标准修订方法

技术领域

本发明涉及航段运行时间度量与制定研究领域，具体涉及一种民航航段运行时间标准修订方法。

背景技术

航段运行时间标准是民航飞行计划编排过程中一个重要的参考依据，是评价民航系统运行和管理效率高低的关键指标，在一定程度上反映了民航运输发展的水平。航段运行时间标准的修订十分关键，航段运行时间标准过小，会影响航班正常率，导致旅客满意度下降；过大则造成飞机利用率降低，机场和空域资源浪费。通过设置一个相对合理且认可度高的标准，产生评价依据，有助于航班运行正常率统计，进而对航空公司进行统一的监督管理，提高民航资源利用率。

目前，已有依概率计算航段运行时间的方法，但对航段运行时间的修订方法研究却是空白。对航段运行时间的确定主要以航空公司对本公司运行的航线进行仿真建模测算为主，各航空公司之间的时间标准往往差异甚大。

确定航段运行时间标准的方法是各航空公司代表和民航局进行现场讨论修订。这种修订方法，需要对所有的航段逐一修订，造成修订效率低下和资源的严重浪费，往往存在不公平的现象。此外，修订是以“经验性”的定性分析为主，缺乏科学性。

发明内容

本发明为解决上述问题，进行相应的设计与优化，提供了一种民航航段运行时间标准修订方法。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种民航航段运行时间标准修订方法，包括以下步骤：

步骤S1，分析并计算航段运行时间；

步骤S101，数据清洗，对采集的航段运行时间数据进行数据检查、数据剔除和重构不完整的数据，并去除样本中极端情况和低概率情况的航段运行数据；

步骤S102，计算航段运行时间；

步骤S2，划分航段运行时间修订类型；

步骤S201，采集航空公司拟修订航段的时间；

步骤S202，分析航段运行时间修订类型，分为拟不调整航段和拟调整航段；

步骤S3，修订拟调整航段时间；

步骤S301，计算航段运行时间的历史均值、历史中值；

步骤S302，计算航空公司新加权值；

步骤S303，确定航段运行时间新标准值；

步骤S4，生成民航新航段运行时间结果；

步骤S401，分类汇总航段运行时间；

步骤S402，阈值划设。

进一步的，所述步骤S101中的数据清洗具体为；

所述数据检查是检查数据中存在的问题，包括不完整的航班数据、不符合逻辑的航班数据和不正常航班数据；

不完整数据包括实际的撤轮档时间、起飞时间、落地时间、挡轮档时间缺失的历史运行记录数据；

不符合逻辑的航班数据为T_AOBT＞T_ATBT，T_AOBT是起飞机场撤离轮档时刻，T_AIBT是目的地机场挡轮档时刻；

不正常的航班数据包括航班计划、领航计划以及实际运行这三者中，起飞机场不一致或是降落地机场不一致的航班数据；还包括撤轮档时间、起飞时间、落地时间、挡轮档时间时序顺序不合理以及数值异常的航班数据；

所述数据剔除是剔除数据检查操作中得出的存在问题的数据；

所述重构不完整的数据是采用该航段运行时间频数最大的航段运行时间，填补对应的不完整的数据，所述频数是航段运行时间出现的次数。

进一步的，所述步骤S102计算航段运行时间具体为：经过步骤S101后保留ab航段运行数目k条，a表示航班起飞机场，b表示航班降落机场；

其中，

是航段ab的第y条数据的航班运行时间，

是航段ab的第y条数据的航班的目的地机场挡轮档时刻，

是航段ab的第y条数据的航班的起飞机场撤离轮档时刻。

进一步的，所述步骤S201采集航空公司拟修订航段的时间具体为：航空公司通过民航航段运行时间标准修订平台填报拟修订航段的时间。

进一步的，所述步骤S202分析航段运行时间修订类型具体为：根据下表对航段的修订的类型进行分类，分为拟不调整航段和拟调整航段：

其中，拟不调整航段包括三类：休眠航段；唯一航空公司运行航段且历史标准值与航空公司新报值相等；多航空公司运行航段且历史标准值与航空公司新加权值相等；拟调整航段包括三类：新增航段；唯一航空公司运行航段且历史标准值与航空公司新报值不等；多航空公司运行航段且历史标准值与航空公司新加权值不等。

进一步的，所述步骤S301计算航段运行时间的历史均值、历史中值：

根据下式计算历史均值：

航段运行时间是有限的数集，可以通过把所有观察值高低排序后找出正中间的一个作为中位数

若数值是偶数，取最中间的两个数值的平均数作为中位数

进一步的，所述步骤S302计算航空公司新加权值：

若有d个航空公司执飞航段ab，执飞航班数量分别为z₁，z₂，……，z_d，

新报的航段运行时间分别是

新报的航段运行时间的权分别是w₁，w₂，……，w_d，

那么，航空公司新加权值：

进一步的，所述步骤S303确定航段运行时间新标准值具体为：

建立多层的层次结构，分为目标层、准则层和指标层，目标层因素是航段运行时间修订，准则层包括历史运行值和航空公司新报值，航空公司新报值是航空公司新加权值，历史运行值的指标层因素包括历史中值、历史均值和原标准值，航空公司新报值的指标层因素是新航空公司新加权值；

量化描述各层因素的相对重要度，组成判断矩阵，判断矩阵如下：

目标A有S₁、S₂、……、S_n个评价指标，则构造目标A中S的判断矩阵，如下：

s_qp表示纵列s_q与s_p相比较的结果，且s_qp＝1/s_pq，其中，S_pq表示S_p与S_q相比较的结果，判断矩阵标度及含义如下所示：

标度s_qp取1的含义是p和q相同重要；标度s_qp取3的含义是p比q稍微重要；标度s_qp取5的含义是p比q明显重要；标度s_qp取7的含义是p比q强烈重要；标度s_qp取9的含义是p比q极端重要；标度s_qp取2、4、6、8的含义是上述相邻判断的中间值；计算单一准则下元素相对权重：

1)将判断矩阵S每一列正规化，所得正规化值s′_pq，p，q＝1,…,n：

2)将每一列经正则化处理后的判断矩阵按行加总得到排序权重向量U′＝(u′₁,u′₂,…，u′_n)^T，其中

3)将步骤2)所得U′＝(u′₁,u′₂,…，u′_n)^T向量正规化得到U＝(u₁,u₂,...,u_n)^T，其中

U＝(u₁,u₂,...,u_n)^T即为所求的特征向量；

得到U＝(u₁,u₂,...,u_n)^T即为所求的特征向量；

4)计算判断矩阵S最大特征值ψ_max：

(SU)_p为SU的第p个分量；

5)一致性检验：

计算一致性指标CI：

计算一致性比例CR：

当一致性比例CR小于0.1，则矩阵通过一致性检验，各元素符合要求，否则重新构造矩阵，式中，n_RI为评价指标个数，RI为随机一致性指标，需要根据评价指标个数查询表获得；

计算历史运行和航空公司新报值的权重：

计算各判断矩阵中各因素对目标层的相对合成权重，例如S层包含元素S₁、S₂、S₃、……、S_n，其层次权重分别为s₁、s₂、s₃、……、s_n，C层包含元素C₁、C₂、C₃、……、C_n，其相对因素S_q的层次权重分别为c_1q、c_2q、c_3q、……、c_nq，则C层对于S_q的合成权重分别为

进一步的，所述步骤S401将拟调整的航段与不调整的航段进行分类汇总：

其中，拟不调整航段：休眠航段不参与修订，无修订值；唯一航空公司运行航段且历史标准值与航空公司新报值相等的新标准值不变；多航空公司运行航段且历史标准值与航空公司新加权值相等的新标准值不变；

拟调整航段：新增航段的标准值是航空公司加权值；唯一航空公司运行航段且历史标准值与航空公司新报值不等的新标准值是新修订值；多航空公司运行航段且历史标准值与航空公司新加权值不等的新标准值是新修订值。

进一步的，所述步骤S402阈值采用分段的方式：

得到新的航段运行时间T^new，按照如下时间区间划设阈值区间：T^new≤120时，阈值范围是[T^new-5，T^new+10]；当120＜T^new≤180时，阈值范围是[T^new-10，T^new+15]；当T^new＞180时，阈值范围是[T^new-15，T^new+20]。

本发明的有益效果为：

本发明综合考虑航段历史运行均值、中值、历史参考值和航空公司新报标准值，提出一种民航航段运行时间标准修订方法，具有重要的实际意义和应用前景。对数据进行检查，重构和提出，进而计算航段运行时间；采集各航空公司执飞航段的拟修订时间，分析运行情况和时间，对航段是否需要修订进行分类；计算历史运行数据和航空公司新加权值，进而对调整订航段的时间标准进行修订；分类汇总民航航段运行时间；在全面考虑航段运行情况的基础下，提供了更加科学的航段运行时间标准修订依据，均衡了历史运行数据和各航空公司的航段申报时间，提供了更加科学时间标准修订依据，减少了航段运行时间修订流程，在确保公平性原则的前提下提高了修订效率。

附图说明

图1是本发明整体流程示意图；

图2是修订拟调整航段时间流程图；

图3是航段运行时间修订值层次结构示意图；

图4是航空器航段运行过程及时间示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种民航航段运行时间标准修订方法，包括以下步骤：

步骤S1，分析并计算航段运行时间；

步骤S101，数据清洗，对采集的航段运行时间数据进行数据检查、数据剔除和重构不完整的数据，并去除样本中极端情况和低概率情况的航段运行数据。

数据检查是检查数据中存在的问题，包括不完整的航班数据、不符合逻辑的航班数据和不正常航班数据；

不完整数据包括实际的撤轮档时间、起飞时间、落地时间、挡轮档时间缺失的历史运行记录数据；

不符合逻辑的航班数据为T_AOBT＞T_ATBT，T_AOBT是起飞机场撤离轮档时刻，T_AIBT是目的地机场挡轮档时刻；

不正常的航班数据包括航班计划、领航计划以及实际运行这三者中，起飞机场不一致或是降落地机场不一致的航班数据；还包括撤轮档时间、起飞时间、落地时间、挡轮档时间时序顺序不合理以及数值异常的航班数据；

数据剔除是剔除数据检查操作中得出的存在问题的数据；

重构不完整的数据是采用该航段运行时间频数最大的航段运行时间，填补对应的不完整的数据，频数是航段运行时间出现的次数。

步骤S102，计算航段运行时间：经过步骤S101后保留ab航段运行数目k条，a表示航班起飞机场，b表示航班降落机场；

其中，

是航段ab的第y条数据的航班运行时间，

是航段ab的第y条数据的航班的目的地机场挡轮档时刻，

是航段ab的第y条数据的航班的起飞机场撤离轮档时刻。

步骤S2，划分航段运行时间修订类型；

步骤S201，采集航空公司拟修订航段的时间：航空公司通过民航航段运行时间标准修订平台填报拟修订航段的时间。

步骤S202，分析航段运行时间修订类型，分为拟不调整航段和拟调整航段，具体如下表：

步骤S3，修订拟调整航段时间；

步骤S301，计算航段运行时间的历史均值、历史中值：

根据下式计算历史均值：

航段运行时间是有限的数集，可以通过把所有观察值高低排序后找出正中间的一个作为中位数

若数值是偶数，取最中间的两个数值的平均数作为中位数

步骤S302，计算航空公司新加权值：

若有d个航空公司执飞航段ab，执飞航班数量分别为z₁，z₂，……，z_d，

新报的航段运行时间分别是

新报的航段运行时间的权分别是w₁，w₂，……，w_d，

那么，航空公司新加权值：

步骤S303，确定航段运行时间新标准值：

建立多层的层次结构，分为目标层、准则层和指标层，如图3所示。

目标层因素是航段运行时间修订，准则层包括历史运行值和航空公司新报值，航空公司新报值是航空公司新加权值，历史运行值的指标层因素包括历史中值、历史均值和原标准值，航空公司新报值的指标层因素是新航空公司新加权值；

量化描述各层因素的相对重要度，组成判断矩阵，判断矩阵如下：

目标A有S₁、S₂、……、S_n个评价指标，则构造目标A中S的判断矩阵，如下：

s_qp表示纵列s_q与s_p相比较的结果，且s_qp＝1/s_pq，其中，S_pq表示S_p与S_q相比较的结果，判断矩阵标度及含义如下表所示：

计算单一准则下元素相对权重：

1)将判断矩阵S每一列正规化，所得正规化值s′_pq，p，q＝1,…,n：

2)将每一列经正则化处理后的判断矩阵按行加总得到排序权重向量U′＝(u′₁,u′₂,…，u′_n)^T，其中

3)将步骤2)所得U′＝(u′₁,u′₂,…，u′_n)^T向量正规化得到U＝(u₁,u₂,...,u_n)^T，其中

U＝(u₁,u₂,...,u_n)^T即为所求的特征向量；

得到U＝(u₁,u₂,...,u_n)^T即为所求的特征向量；

4)计算判断矩阵S最大特征值ψ_max：

(SU)_p为SU的第p个分量；

5)一致性检验：

计算一致性指标CI：

计算一致性比例CR：

当一致性比例CR小于0.1，则矩阵通过一致性检验，各元素符合要求，否则重新构造矩阵，式中，n_RI为评价指标个数，RI为随机一致性指标，需要根据评价指标个数查询表获得，如下表所示：

计算历史运行和航空公司新报值的权重：

计算各判断矩阵中各因素对目标层的相对合成权重，例如S层包含元素S₁、S₂、S₃、……、S_n，其层次权重分别为s₁、s₂、s₃、……、s_n，C层包含元素C₁、C₂、C₃、……、C_n，其相对因素S_q的层次权重分别为c_1q、c_2q、c_3q、……、c_nq，则C层对于S_q的合成权重分别为

步骤S4，生成民航新航段运行时间结果；

步骤S401，分类汇总航段运行时间，将拟调整的航段与不调整的航段进行分类汇总，如下表所示：

步骤S402，阈值划设：

得到新的航段运行时间T^new，按照如下时间区间划设阈值区间：T^new≤120时，阈值范围是[T^new-5，T^new+10]；当120＜T^new≤180时，阈值范围是[T^new-10，T^new+15]；当T^new＞180时，阈值范围是[T^new-15，T^new+20]。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种民航航段运行时间标准修订方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1，分析并计算航段运行时间；

步骤S101，数据清洗，对采集的航段运行时间数据进行数据检查、数据剔除和重构不完整的数据，并去除样本中极端情况和低概率情况的航段运行数据；

步骤S102，计算航段运行时间；

步骤S2，划分航段运行时间修订类型；

步骤S201，采集航空公司拟修订航段的时间；

步骤S202，分析航段运行时间修订类型，分为拟不调整航段和拟调整航段；

步骤S3，修订拟调整航段时间；

步骤S301，计算航段运行时间的历史均值、历史中值；

步骤S302，计算航空公司新加权值；

步骤S303，确定航段运行时间新标准值，具体为：

建立多层的层次结构，分为目标层、准则层和指标层，目标层因素是航段运行时间修订，准则层包括历史运行值和航空公司新报值，航空公司新报值是航空公司新加权值，历史运行值的指标层因素包括历史中值、历史均值和原标准值，航空公司新报值的指标层因素是新航空公司新加权值；

量化描述各层因素的相对重要度，组成判断矩阵，判断矩阵如下：

目标A有S₁、S₂、……、S_n个评价指标，则构造目标A中S的判断矩阵，如下：

s_qp表示纵列q与p相比较的结果，且s_qp＝1/s_pq，判断矩阵标度及含义如下所示：

标度s_qp取1的含义是p和q相同重要；标度s_qp取3的含义是p比q稍微重要；标度s_qp取5的含义是p比q明显重要；标度s_qp取7的含义是p比q强烈重要；标度s_qp取9的含义是p比q极端重要；标度s_qp取2、4、6、8的含义是上述相邻判断的中间值；

计算单一准则下元素相对权重：

1)将判断矩阵S每一列正规化，所得正规化值s′_pq，p，q＝1,…,n：

2)将每一列经正则化处理后的判断矩阵按行加总得到排序权重向量U′＝(u′₁,u′₂,…，u′_n)^T，其中

3)将步骤2)所得U′＝(u′₁,u′₂,…，u′_n)^T向量正规化得到U＝(u₁,u₂,...,u_n)^T，其中

U＝(u₁,u₂,...,u_n)^T即为所求的特征向量；

得到U＝(u₁,u₂,...,u_n)^T即为所求的特征向量；

4)计算判断矩阵S最大特征值ψ_max：

(SU)_p为SU的第p个分量；

5)一致性检验：

计算一致性指标CI：

计算一致性比例CR：

当一致性比例CR小于0.1，则矩阵通过一致性检验，各元素符合要求，否则重新构造矩阵，式中，n_RI为评价指标个数，RI为随机一致性指标，需要根据评价指标个数查询表获得；

计算历史运行和航空公司新报值的权重：

计算各判断矩阵中各因素对目标层的相对合成权重，若S层包含元素S₁、S₂、S₃、……、S_n，其层次权重分别为s₁、s₂、s₃、……、s_n，C层包含元素C₁、C₂、C₃、……、C_n，其相对因素S_q的层次权重分别为c_1q、c_2q、c_3q、……、c_nq，则C层对于S_q的合成权重分别为

步骤S4，生成民航新航段运行时间结果；

步骤S401，分类汇总航段运行时间；

步骤S402，阈值划设。

2.如权利要求1所述的一种民航航段运行时间标准修订方法，其特征在于：所述步骤S101中的数据清洗具体为；

所述数据检查是检查数据中存在的问题，包括不完整的航班数据、不符合逻辑的航班数据和不正常航班数据；

不完整数据包括实际的撤轮档时间、起飞时间、落地时间、挡轮档时间缺失的历史运行记录数据；

不符合逻辑的航班数据为T_AOBT＞T_ATBT，T_AOBT是起飞机场撤离轮档时刻，T_AIBT是目的地机场挡轮档时刻；

不正常的航班数据包括航班计划、领航计划以及实际运行这三者中，起飞机场不一致或是降落地机场不一致的航班数据；还包括撤轮档时间、起飞时间、落地时间、挡轮档时间时序顺序不合理以及数值异常的航班数据；

所述数据剔除是剔除数据检查操作中得出的存在问题的数据；

所述重构不完整的数据是采用该航段运行时间频数最大的航段运行时间，填补对应的不完整的数据，所述频数是航段运行时间出现的次数。

3.如权利要求2所述的一种民航航段运行时间标准修订方法，其特征在于：所述步骤S102计算航段运行时间具体为：经过步骤S101后保留ab航段运行数目k条，a表示航班起飞机场，b表示航班降落机场；

其中，

是航段ab的第y条数据的航班运行时间，

是航段ab的第y条数据的航班的目的地机场挡轮档时刻，

是航段ab的第y条数据的航班的起飞机场撤离轮档时刻。

4.如权利要求1所述的一种民航航段运行时间标准修订方法，其特征在于：所述步骤S201采集航空公司拟修订航段的时间具体为：航空公司通过民航航段运行时间标准修订平台填报拟修订航段的时间。

5.如权利要求4所述的一种民航航段运行时间标准修订方法，其特征在于：所述步骤S202分析航段运行时间修订类型具体为：对航段的修订的类型进行分类，分为拟不调整航段和拟调整航段：

其中，拟不调整航段包括三类：休眠航段；唯一航空公司运行航段且历史标准值与航空公司新报值相等；多航空公司运行航段且历史标准值与航空公司新加权值相等；拟调整航段包括三类：新增航段；唯一航空公司运行航段且历史标准值与航空公司新报值不等；多航空公司运行航段且历史标准值与航空公司新加权值不等。

6.如权利要求1所述的一种民航航段运行时间标准修订方法，其特征在于：所述步骤S301计算航段运行时间的历史均值、历史中值：

根据下式计算历史均值：

其中，k表示经过步骤S101后保留ab航段运行数目k条，

是航段ab的第y条数据的航班运行时间，航段运行时间是有限的数集，可以通过把所有观察值高低排序后找出正中间的一个作为中位数

若数值是偶数，取最中间的两个数值的平均数作为中位数

7.如权利要求6所述的一种民航航段运行时间标准修订方法，其特征在于：所述步骤S302计算航空公司新加权值：

若有d个航空公司执飞航段ab，执飞航班数量分别为z₁，z₂，……，z_d，

新报的航段运行时间分别是

新报的航段运行时间的权分别是w₁，w₂，……，w_d，

那么，航空公司新加权值：

8.如权利要求1所述的一种民航航段运行时间标准修订方法，其特征在于：所述步骤S401将拟调整的航段与不调整的航段进行分类汇总：

其中，拟不调整航段：休眠航段不参与修订，无修订值；唯一航空公司运行航段且历史标准值与航空公司新报值相等的新标准值不变；多航空公司运行航段且历史标准值与航空公司新加权值相等的新标准值不变；

拟调整航段：新增航段的标准值是航空公司加权值；唯一航空公司运行航段且历史标准值与航空公司新报值不等的新标准值是新修订值；多航空公司运行航段且历史标准值与航空公司新加权值不等的新标准值是新修订值。

9.如权利要求8所述的一种民航航段运行时间标准修订方法，其特征在于：所述步骤S402阈值采用分段的方式：

得到新的航段运行时间T^new，按照如下时间区间划设阈值区间：T^new≤120时，阈值范围是[T^new-5，T^new+10]；当120＜T^new≤180时，阈值范围是[T^new-10，T^new+15]；当T^new＞180时，阈值范围是[T^new-15，T^new+20]。

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