CN113706044A - 一种机场地面服务人员作业调度方法、系统、计算机设备和存储介质 - Google Patents

一种机场地面服务人员作业调度方法、系统、计算机设备和存储介质 Download PDF

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张民
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Abstract

本发明公开了一种机场地面服务人员作业调度方法、系统、计算机设备和存储介质，涉及机场地面调度的技术领域，所述方法包括：获取机场历史排班数据和航班计划表；基于机场历史排班数据和航班计划表对机场地面服务人员预排班，生成预排班计划表；当航班进入机场X米范围内时，基于预排班计划表，生成作业计划表；根据作业计划表，对机场地面服务人员进行调度。本发明按照作业计划表进行调度，可以更加科学的配置地面服务人员，均衡地给每个地面服务人员分配任务时间和任务量，避免出现工作强度超负荷的情况的同时减少了等候执行任务的时间；在保证任务量和任务质量的前提下，提高地面服务人员利用率，节省的用人成本。

Description

一种机场地面服务人员作业调度方法、系统、计算机设备和存 储介质
技术领域
本发明涉及机场地面调度的技术领域，更具体地，涉及一种机场地面服务人员作业调度方法、系统、计算机设备和存储介质。
背景技术
随着我国航空运输业迅速发展，中国将成为民航事业中发展最快，潜力最大的国家。根据中国航空工业发展研究中心发布的《2019～2038年民用飞机中国市场预测年报》数据显示，预计到2038年中国客机规模即将达到8678架，成为全球第二大航空市场。然而随着我国航空运输事业蓬勃发展，各航空公司飞机数量不断扩增，愈发庞大的飞机地面保障服务需求给机场地面服务人员调度工作带来了巨大的挑战。机场地面服务人员分配作为机场地面保障服务的关键环节，难度最大，存在的问题最多。现阶段对于机场人力资源的安排方式主要以排班和现场调度相结合的方式为主。具体模式如图1所示，排班主要是依据人工经验以及通过对未来一个月或者一周每个时段飞机到达数据以及需求员工数量进行统计分析过后，给予每个时段需求的人数，然后进行分班次进行上班，排班的过程属于班次驱动，时间驱动。现场调度是指调度员在航班到达雷达监测区域内，能够及时地响应外部发生的随机事件，并以足够快的速度完成对事件的处理过程，该调度过程属于事件驱动。对一整天的任务进行人员指派本身是一个NP-Hard问题，随着人力、任务数增加，都会给问题求解带来很大难度；同时一天内任务是否到达、到达时间等都不可能完全按照前一天的航班计划准确到达，即存在很大的不确定性。从现有机场地地面服务人员配置模式可以看出，在人员调度问题上，缺乏专业化的调度方法，仍然凭借人工经验进行；在人员规划问题上，缺乏全局观，缺乏统一的标准。当前模式具有以下缺点：(1)调度员工作压力大，调度员需要时刻关注航显，在飞机进入雷达区域时，开始对人员进行调度；同时需要掌握地面服务人员的情况，随时对调度方案进行调整修改。(2)由于调度方案的不合理，地面服务人员工作时间超负荷。尤其在客运高峰时段，地面服务人员需要在短时间内快速有效的完成任务，然后快速转移到下一次任务当中，大大超出了正常工作负荷。(3)现场实时调度的方案容易使地面服务人员的任务分配不均衡，导致工作强度也不均衡；并且地面服务人员等待执行任务的时间过长，造成人力资源闲置。
2019年12月20日公开的中国专利CN110598991A提供了一种基于机器学习的管制员排班方法，包括：根据空中交通管制单位历史排班数据制定若干个排班模板；每个所述排班模板包括若干个排班模块；选择与排班当天实际情况最匹配的排班模板，并将排班当天参与排班的管制员填充入该排班模板；根据排班规则对已填充的排班模板进行检查，若排班模板中的所有排班模块均符合排班规则，则生成管制员排班表；否则将排班模板中不符合排班规则的排班模块设置为空白模块；对历史排班数据进行机器学习，选择合适的管制员填充至空白模块，再生成管制员排班表。该发明虽然基于机器学习的管制员排班方法，但机器学习是人工排班的规律，排班结果贴近原排班人员排班习惯，仍会存在人工经验不合理的情况。
发明内容
本发明为克服上述现有的机场地面服务人员调度方法不合理的缺陷，提供一种机场地面服务人员作业调度方法、系统、计算机设备和存储介质，可以有效面对突发情况，均衡地分配任务时间和任务量，避免出现工作强度超负荷的情况的同时减少了等候执行任务的时间，节省了用人成本。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
本发明提供了一种机场地面服务人员作业调度方法，所述方法包括：
S1：获取机场历史排班数据和航班计划表；
S2：基于机场历史排班数据和航班计划表对机场地面服务人员预排班，生成预排班计划表；
S3：当航班进入机场X米范围内时，基于预排班计划表，生成作业计划表；
S4：根据作业计划表，对机场地面服务人员进行调度。
优选地，所述机场历史排班数据包括：任务名称、任务时间窗、任务实际开始时间、任务完成时长和任务需求人数。
优选地，所述航班计划表包括：航班号、任务编号、任务最早开始时间、任务最晚结束时刻和停机位；任务最早开始时间和任务最晚结束时刻组成任务时间窗。
优选地，所述获得预排班计划表的具体方法为：
根据未来一段时间的航班计划表，提前若干月或若干周，将一天划分为A个时间段和B个班次；根据历史排班数据，分析任务的人数需求，确定每天“任务-时间段-班次-服务人员”的预排班信息，形成预排班计划表。
优选地，所述当航班进入机场X米范围内的具体数值由机场雷达探测范围确定，即当航班进入机场雷达探测范围内时，基于预排班计划表，生成作业计划表。
优选地，生成作业计划表的具体方法为：
建立精细化任务指派模型，设置约束条件，包括：
TSi≤ti≤TEi-wi
ti+wi+Δi，h≤th+M×(1-zi，h，j)
Figure BDA0003244394290000031
Figure BDA0003244394290000032
其中，i、h为任务编号，表示第i个任务、第h个任务；j为服务人员编号，表示第j个服务人员；ti表示第i个任务的实际开始时间，th表示第h个任务的实际开始时间；TSi表示第i个任务最早开始时刻，TEi表示第i个任务最晚结束时刻，wi表示第i个任务的完成时长；Δi，h表示从第i个任务到第h个任务的转移时间；zi，h，j为第一变量，表示第j个服务人员先作业第i个任务后作业第h个任务；zh，i，j为第二变量，表示第j个服务人员先作业第h个任务后作业第i个任务；Di表示第i个任务的需求人数，Dh表示第h个任务的需求人数；M表示服务人员总数，N表示任务总数，j∈M，i，h∈N；
将预排班计划表的预排班信息输入精细化任务指派模型中，生成作业计划表。
第一个约束公式保证任务必须在规定的任务时间窗内开始；第二个约束公式保证服务人员在两个任务之间的转移时间必须满足转移转移时间约束；第三个约束公式和第四个约束公式保证实际服务人员的数量满足任务的需求人数，并且一个任务转移到其他任务的人数等于该任务的需求人数。
优选地，所述作业计划表包括：任务编号、任务计划时长、任务需求人数、任务最早开始时刻、任务最晚结束时刻、任务计划开始时刻和停机位。
本发明还提供了一种机场地面服务人员作业调度系统，所述系统包括：
数据获取模块，用于获取机场历史排班数据和航班计划表；
预排班模块，基于机场历史排班数据和航班计划表对机场地面服务人员预排班，生成预排班计划表；
作业计划模块，当航班进入机场X米范围内时，基于预排班计划表，生成作业计划表；
调度模块，用于根据作业计划表，对机场地面服务人员进行调度。
本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种机场地面服务人员作业调度方法的步骤。
本发明还提供了一种计算机可读的存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述一种机场地面服务人员作业调度方法的步骤。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明根据机场历史排班数据和航班计划表对机场地面服务人员预排班，能够预测未来一段时间大致需要的地面服务人员数量，更加从容的应对突发状况，提高了调度效率，降低了调度压力；由于航班地面服务任务具有波动性大、随机影响因素多等特点，当航班进入机场X米范围内时，航班的地面服务任务基本已经确定，此时基于预排班计划表，生成作业计划表，按照作业计划表进行调度，可以更加科学的配置地面服务人员，均衡地给每个地面服务人员分配任务时间和任务量，避免出现工作强度超负荷的情况的同时减少了等候执行任务的时间；在保证任务量和任务质量的前提下，提高地面服务人员利用率，节省的用人成本。
附图说明
图1为背景技术所述的机场地面服务人员安排方式的示意图；
图2为实施例1所述的机场地面服务人员作业调度方法的流程图；
图3为实施例1所述的作业计划表的示意图；
图4为实施例1所述的人力需求曲线示意图；
图5为实施例2所述的机场地面服务人员作业调度系统的示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
本实施例提供了一种机场地面服务人员作业调度方法，如图2所示，所述方法包括：
S1：获取机场历史排班数据和航班计划表；
S2：基于机场历史排班数据和航班计划表对机场地面服务人员预排班，生成预排班计划表；
S3：当航班进入机场X米范围内时，基于预排班计划表，生成作业计划表；
S4：根据作业计划表，对机场地面服务人员进行调度。
所述机场历史排班数据包括：任务名称、任务时间窗、任务实际开始时间、任务完成时长和任务需求人数。
所述航班计划表包括：航班号、任务编号、任务最早开始时间、任务最晚结束时刻和停机位；任务最早开始时间和任务最晚结束时刻组成任务时间窗。
所述获得预排班计划表的具体方法为：
根据未来一段时间的航班计划表，提前若干月或若干周，将一天划分为A个时间段和B个班次；根据历史排班数据，分析任务的人数需求，确定每天“任务-时间段-班次-服务人员”的预排班信息，形成预排班计划表。
所述当航班进入机场X米范围内的具体数值由机场雷达探测范围确定，即当航班进入机场雷达探测范围内时，基于预排班计划表，生成作业计划表。
生成作业计划表的具体方法为：
建立精细化任务指派模型，设置约束条件，包括：
TSi≤ti≤TEi-wi
ti+wi+Δi，h≤th+M×(1-zi，h，j)
Figure BDA0003244394290000051
Figure BDA0003244394290000052
其中，i、h为任务编号，表示第i个任务、第h个任务；j为服务人员编号，表示第j个服务人员；ti表示第i个任务的实际开始时间，th表示第h个任务的实际开始时间；TSi表示第i个任务最早开始时刻，TEi表示第i个任务最晚结束时刻，wi表示第i个任务的完成时长；Δi，h表示从第i个任务到第h个任务的转移时间；zi，h，j为第一变量，表示第j个服务人员先作业第i个任务后作业第h个任务；zh，i，j为第二变量，表示第j个服务人员先作业第h个任务后作业第i个任务；Di表示第i个任务的需求人数，Dh表示第h个任务的需求人数；M表示服务人员总数，N表示任务总数，j∈M，i，h∈N；
将预排班计划表的预排班信息输入精细化任务指派模型中，生成作业计划表。
第一个约束公式保证任务必须在规定的任务时间窗内开始；第二个约束公式保证服务人员在两个任务之间的转移时间必须满足转移转移时间约束；第三个约束公式和第四个约束公式保证实际服务人员的数量满足任务的需求人数，并且一个任务转移到其他任务的人数等于该任务的需求人数。
所述作业计划表包括：任务编号、任务计划时长、任务需求人数、任务最早开始时刻、任务最晚结束时刻、任务计划开始时刻和停机位。
在具体实施过程中，根据未来一个月或一周的航班计划表，结合历史排班数据对地面服务人员进行预排班，预测一个月或一周大致需要的地面服务人员数量，可以更加从容的应对突发状况，提高了调度效率，降低了调度压力；当航班进入机场雷达范围区域时，此时与航班相关的地面服务任务基本已经确定，如航班降落时间、任务时间窗、停机位等基本信息可以确定；根据预排班计划表中的时间段对执行任务班次的地面服务人员进行精细化任务指派；将地面服务任务的基本信息和执行任务班次的地面服务人员信息输入建立的精细化任务指派模型，满足模型的约束条件即可输出可行的作业计划表，以06：00-07：00时间段为例，如图3所示，获得的作业计划表可以清晰直观的显示出06：00-07：00时间段内的任务编号、任务计划时长、任务需求人数、任务最早开始时刻、任务最晚结束时刻、任务计划开始时刻和停机位，根据作业计划表进行调度，可以更加科学的配置地面服务人员，均衡地给每个地面服务人员分配任务时间和任务量，避免出现工作强度超负荷的情况的同时减少了等候执行任务的时间；在保证任务量和任务质量的前提下，提高地面服务人员利用率，节省的用人成本。并且模型还可以输出人力需求曲线示意图，如图4所示，可以为未来的人力需求预测提供数据支持。
本实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种机场地面服务人员作业调度方法的步骤。
本实施例还提供了一种计算机可读的存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述一种机场地面服务人员作业调度方法的步骤。
实施例2
本实施例提供了一种机场地面服务人员作业调度系统，如图5所示，所述系统包括：
数据获取模块，用于获取机场历史排班数据和航班计划表；
预排班模块，基于机场历史排班数据和航班计划表对机场地面服务人员预排班，生成预排班计划表；
作业计划模块，当航班进入机场X米范围内时，基于预排班计划表，生成作业计划表；
调度模块，用于根据作业计划表，对机场地面服务人员进行调度。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机场地面服务人员作业调度方法，其特征在于，所述方法包括：
S1：获取机场历史排班数据和航班计划表；
S2：基于机场历史排班数据和航班计划表对机场地面服务人员预排班，生成预排班计划表；
S3：当航班进入机场X米范围内时，基于预排班计划表，生成作业计划表；
S4：根据作业计划表，对机场地面服务人员进行调度。
2.根据权利要求1所述的机场地面服务人员作业调度方法，其特征在于，所述机场历史排班数据包括：任务名称、任务时间窗、任务实际开始时间、任务完成时长和任务需求人数。
3.根据权利要求2所述的机场地面服务人员作业调度方法，其特征在于，所述航班计划表包括：航班号、任务编号、任务最早开始时间、任务最晚结束时刻和停机位；任务最早开始时间和任务最晚结束时刻组成任务时间窗。
4.根据权利要求3所述的机场地面服务人员作业调度方法，其特征在于，所述获得预排班计划表的具体方法为：
根据未来一段时间的航班计划表，提前若干月或若干周，将一天划分为A个时间段和B个班次；根据历史排班数据，分析任务的人数需求，确定每天“任务-时间段-班次-服务人员”的预排班信息，形成预排班计划表。
5.根据权利要求4所述的机场地面服务人员作业调度方法，其特征在于，所述当航班进入机场X米范围内的具体数值由机场雷达探测范围确定，即当航班进入机场雷达探测范围内时，基于预排班计划表，生成作业计划表。
6.根据权利要求5所述的机场地面服务人员作业调度方法，其特征在于，生成作业计划表的具体方法为：
建立精细化任务指派模型，设置约束条件，包括：
TSi≤ti≤TEi-wi
ti+wi+Δi，h≤th+M×(1-zi，h，j)
Figure FDA0003244394280000011
Figure FDA0003244394280000021
其中，i、h为任务编号，表示第i个任务、第h个任务；j为服务人员编号，表示第j个服务人员；ti表示第i个任务的实际开始时间，th表示第h个任务的实际开始时间；TSi表示第i个任务最早开始时刻，TEi表示第i个任务最晚结束时刻，wi表示第i个任务的完成时长；Δi，h表示从第i个任务到第h个任务的转移时间；zi，h，j为第一变量，表示第j个服务人员先作业第i个任务后作业第h个任务；zh，i，j为第二变量，表示第j个服务人员先作业第h个任务后作业第i个任务；Di表示第i个任务的需求人数，Dh表示第h个任务的需求人数；M表示服务人员总数，N表示任务总数，j∈M，i，h∈N；
将预排班计划表的预排班信息输入精细化任务指派模型中，生成作业计划表。
7.根据权利要求6所述的机场地面服务人员作业调度方法，其特征在于，所述作业计划表包括：任务编号、任务计划时长、任务需求人数、任务最早开始时刻、任务最晚结束时刻、任务计划开始时刻和停机位。
8.一种机场地面服务人员作业调度系统，其特征在于，所述系统包括：
数据获取模块，用于获取机场历史排班数据和航班计划表；
预排班模块，基于机场历史排班数据和航班计划表对机场地面服务人员预排班，生成预排班计划表；
作业计划模块，当航班进入机场X米范围内时，基于预排班计划表，生成作业计划表；
调度模块，用于根据作业计划表，对机场地面服务人员进行调度。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读的存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
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