CN114117327A - 一种基于集对可拓耦合的不正常航班恢复策略评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于集对可拓耦合的不正常航班恢复策略评估方法,该方法首先分析不正常航班恢复策略的影响因素,并对影响因素进行等级划分;获取待评估不正常航班的恢复策略影响因素数据;依据影响因素数据和划分等级确定评价指标的“经典域Rk”和“节域Rm”;构建待评估不正常航班影响因素与评价等级之间的联系隶属函数;计算不正常航班恢复策略影响因素的权重向量和综合联系隶属度,并根据综合联系隶属度确定恢复策略等级。本发明通过集对分析和物元可拓理论耦合量化恢复策略影响因素的不确定性,建立综合联系隶属度模型,有助于航空公司对不正常航班的恢复管理,提高运行控制效率,降低航空运输风险。
Description
技术领域
本发明涉及航空运输不正常航班管理领域,尤其涉及一种基于集对可拓耦合的不正常航班恢复策略评估方法。
背景技术
航空运输是一个复杂的系统,里面的影响因素十分复杂,很容易导致航班计划的不正常实施,在一定程度上会给航空公司及旅客造成损失。航空运输是一个复杂的生产过程,造成航班不正常的原因通常比较复杂,如天气原因、空中交通管制、机械故障、飞机调配、旅客原因等。航班的不正常运行问题已经成为影响航空运输效率的核心问题。从航空公司运行控制人员的角度研究不正常航班运行问题,对于提高航空公司的运行控制效率,满足快速增长的航空运输需求,有重要的意义。
国内外对不正常航班的研究早已开展,但是这些研究都没有考虑不正常航班恢复策略的可行性,航空公司运行控制人员在实际运行中,对不正常航班的恢复决策直接影响到航空公司的运行成本和服务质量。因此,针对不正常航班管理过程中的恢复策略评估尚缺乏一种科学、有效的方法。
发明内容
为了针对不正常航班管理过程中,运行控制决策仅能依靠航空公司签派员经验分析或者单一指标判定的现状,本发明的目的是提出一种基于集对可拓耦合的不正常航班恢复策略评估方法,改善了传统评估方法不确定性缺点,可以将评定结果定量化表示,实现了不正常航班恢复策略的科学有效评估。
为了实现上述技术目的,本发明提供了一种基于集对可拓耦合的不正常航班恢复策略评估方法,包括以下步骤:
S1.基于航空运输中造成航班不正常的因素,分析待评估的不正常航班恢复策略的影响因素,获取不正常航班恢复策略的影响因素数据;
S2.对影响因素进行等级划分,获取不正常航班恢复策略的划分等级;
S3.根据影响因素数据和划分等级,获取评价指标的经典域和节域,构建影响因素与评价等级之间的联系隶属函数,其中,评价等级用于表示不正常航班恢复策略的优劣程度;
S4.获取影响因素的权重向量,根据联系隶属函数,构建不正常航班恢复策略评估模型,用于对不正常航班恢复策略进行评估。
优选地,在获取评价指标的经典域和节域的过程中,还包括以下步骤:
S301.依据物元理论使用三元组R=(N,C,V),描述评价对象N={N1,N2,...,Nk},k∈[1,m]、不正常航班恢复策略影响因素特征Cj,j∈[1,n]、影响因素对应的特征值Vj,j∈[1,n]之间的关系;
S302.根据影响因素指标特征Cj的取值范围Vjk=(ajk,bjk),构造研究评价对象Nk的经典域Rk,以及对应影响因素评价指标特征Cj的节域Rm。
优选地,在获取评价指标的经典域和节域的过程中,
三元组表示为:
经典域表示为:
节域表示为:
优选地,在构建联系隶属函数的过程中,还包括以下步骤:
S3001.建立评估系统的影响指标相关参数与标准讨论等级之间的集对可拓集合论域耦合关系;
S3002.基于讨论等级k的指标j,获取评价对象i对于指标j形成的标准正域中存在的联系隶属的同一性关系以及差异性关系,构建联系隶属函数,其中,当待评价对象指标Cj的实测值xi不在讨论等级k内时,则认为待评价对象指标Cj与讨论标准等级k具有对立性,待评价对象指标Cj对应的的联系隶属度μk(xij)=-1。
优选地,在构建联系隶属函数的过程中,同一性关系表示为:
其中,Fj,k和Fj,k+1分别为讨论等级k的左右阈值;μk(xij)代表评价对象i对讨论等级k中的指标j形成的标准正域存在的联系隶属关系,而且μk的取值范围在(-1,1)之间。
优选地,在构建联系隶属函数的过程中,差异性关系表示为:
其中,Fj,k和Fj,k+1分别为讨论等级k的左右界限值;ρ(xij,X0)为待评价对象指标Cj的实测值;ρ(xij,X)为与讨论标准等级k构成的可拓正域与标准正域的距,其中,当k=1时,Fj,k-1取Fj,k;当k=K时,Fj,k+2取Fj,k。
优选地,在获取影响因素的权重向量的过程中,还包括以下步骤:
S401.设置xij为第i个评价对象的第j个指标的等级关联特征值;
S402.使用熵权法计算影响因素的权重向量。
优选地,在使用熵权法计算各影响因素的权重向量的过程中,还包括以下步骤:
S4001.计算第j个影响因素指标相对比fij(i=1,2,...,m;j=1,2,...,n):
优选地,在构建不正常航班恢复策略评估模型的过程中,基于隶属度函数和权重向量,获取不正常航班恢复策略的综合联系隶属度,根据综合联系隶属度,对不正常航班恢复策略进行评估。
优选地,在对不正常航班恢复策略进行评估的过程中,根据综合联系隶属度,将恢复策略等级分为很好、可接受、一般、中差、不接受。
本发明公开了以下技术效果:
1、不正常航班的恢复策略评估体系能够较为全面反映不正常航班恢复过程中运行控制的影响因素。
2、集对分析理论可以很好的表征运行控制决策影响因素中较大的不确定性,同时物元可拓可以将评定结果定量化表示,改善了传统评估方法不确定性缺点。
3、为不正常航班管理提供了技术依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所述的具体实施流程图;
图2为本发明实施例所述的集对可拓耦合关系示意图;
图3为本发明所述的方法步骤示意图。
具体实施方式
下为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
如图1-3所示,本发明提供了一种基于集对可拓耦合的不正常航班恢复策略评估方法,包括以下步骤:
S1.基于航空运输中造成航班不正常的因素,分析待评估的不正常航班恢复策略的影响因素,获取不正常航班恢复策略的影响因素数据;
S2.对影响因素进行等级划分,获取不正常航班恢复策略的划分等级;
S3.根据影响因素数据和划分等级,获取评价指标的经典域和节域,构建影响因素与评价等级之间的联系隶属函数,其中,评价等级用于表示不正常航班恢复策略的优劣程度;
S4.获取影响因素的权重向量,根据联系隶属函数,构建不正常航班恢复策略评估模型,用于对不正常航班恢复策略进行评估。
进一步优选地,在获取评价指标的经典域和节域的过程中,还包括以下步骤:
S301.依据物元理论使用三元组R=(N,C,V),描述评价对象N={N1,N2,...,Nk},k∈[1,m]、不正常航班恢复策略影响因素特征Cj,j∈[1,n]、影响因素对应的特征值Vj,j∈[1,n]之间的关系;
S302.根据影响因素指标特征Cj的取值范围Vjk=(ajk,bjk),构造研究评价对象Nk的经典域Rk,以及对应影响因素评价指标特征Cj的节域Rm。
进一步优选地,在获取评价指标的经典域和节域的过程中,
三元组表示为:
经典域表示为:
节域表示为:
进一步优选地,在构建联系隶属函数的过程中,还包括以下步骤:
S3001.建立评估系统的影响指标相关参数与标准讨论等级之间的集对可拓集合论域耦合关系;
S3002.基于讨论等级k的指标j,获取评价对象i对于指标j形成的标准正域中存在的联系隶属的同一性关系以及差异性关系,构建联系隶属函数,其中,当待评价对象指标Cj的实测值xi不在讨论等级k内时,则认为待评价对象指标Cj与讨论标准等级k具有对立性,待评价对象指标Cj对应的的联系隶属度μk(xij)=-1。
进一步优选地,在构建联系隶属函数的过程中,同一性关系表示为:
其中,Fj,k和Fj,k+1分别为讨论等级k的左右阈值;μk(xij)代表评价对象i对讨论等级k中的指标j形成的标准正域存在的联系隶属关系,而且μk的取值范围在(-1,1)之间。
进一步优选地,在构建联系隶属函数的过程中,差异性关系表示为:
其中,Fj,k和Fj,k+1分别为讨论等级k的左右界限值;ρ(xij,X0)为待评价对象指标Cj的实测值;ρ(xij,X)为与讨论标准等级k构成的可拓正域与标准正域的距,其中,当k=1时,Fj,k-1取Fj,k;当k=K时,Fj,k+2取Fj,k。
进一步优选地,在获取影响因素的权重向量的过程中,还包括以下步骤:
S401.设置xij为第i个评价对象的第j个指标的等级关联特征值;
S402.使用熵权法计算影响因素的权重向量。
进一步优选地,在使用熵权法计算各影响因素的权重向量的过程中,还包括以下步骤:
S4001.计算第j个影响因素指标相对比fij(i=1,2,...,m;j=1,2,...,n):
进一步优选地,在构建不正常航班恢复策略评估模型的过程中,基于隶属度函数和权重向量,获取不正常航班恢复策略的综合联系隶属度,根据综合联系隶属度,对不正常航班恢复策略进行评估。
进一步优选地,在对不正常航班恢复策略进行评估的过程中,根据综合联系隶属度,将恢复策略等级分为很好、可接受、一般、中差、不接受。
实施例1:本发明公开了一种基于集对可拓耦合的不正常航班恢复策略评估方法,包括如下步骤:
步骤1:分析不正常航班恢复策略的影响因素,并对影响因素进行等级划分;
步骤2:获取待评估不正常航班的恢复策略影响因素数据;
步骤3:依据影响因素数据和划分等级确定评价指标的“经典域Rk”和“节域Rm”,具体步骤如下:
步骤3.1:依据物元理论使用三元组R=(N,C,V),描述评价对象N={N1,N2,...,Nk},k∈[1,m]、不正常航班恢复策略影响因素特征Cj,j∈[1,n]、影响因素对应的特征值Vj,j∈[1,n]之间的关系,亦即:
步骤3.2:根据影响因素指标特征Cj的取值范围Vjk=(ajk,bjk),构造研究评价对象Nk的经典域Rk,亦即:
步骤3.3:建立对应影响因素评价指标特征Cj的节域Rm,亦即:
步骤4:构建待评估不正常航班影响因素与评价等级之间的联系隶属函数,具体步骤如下:
步骤4.1:建立评估系统的影响指标相关参数与标准讨论等级之间的集对可拓集合论域耦合关系;
步骤4.2:描述评价对象i对讨论等级k中的指标j形成的标准正域存在的联系隶属“同一性”关系,亦即:
其中,Fj,k和Fj,k+1分别为讨论等级k的左右阈值;μk(xij)代表评价对象i对讨论等级k中的指标j形成的标准正域存在的联系隶属关系,而且μk的取值范围在(-1,1)之间。
步骤4.3:描述评价对象i对讨论等级k中的指标j形成的标准正域存在的联系隶属“差异性”关系,亦即:
其中:
其中,Fj,k和Fj,k+1分别为讨论等级k的左右界限值;ρ(xij,X0)为样本指标Cj的实测值;ρ(xij,X)为与讨论标准等级k构成的可拓正域与标准正域的距。当k=1时,Fj,k-1取Fj,k;而当k=K时,Fj,k+2取Fj,k。
步骤4.4:描述评价对象i对讨论等级k中的指标j形成的标准正域存在的联系隶属“差异性”关系,当待评价对象指标Cj的实测值xi不在讨论等级k内时,则认为其与讨论标准等级k具有对立性,其对应的的联系隶属度μk(xij)=-1。
步骤5:计算不正常航班恢复策略影响因素的权重向量;
步骤5.1:令xij为第i个评价对象的第j个指标的等级关联特征值;
步骤5.2:使用熵权法计算各影响因素的权重值:
步骤5.2.1:计算第j个影响因素指标相对比重fij(i=1,2,...,m;j=1,2,...,n):
步骤5.2.2:计算影响因素的所得熵值Hj:
步骤5.2.3:计算出j个指标的权重:
步骤6:基于步骤4构建的隶属度函数和步骤5计算的影响因素权重向量计算不正常航班恢复策略的综合联系隶属度,并根据综合联系隶属度把恢复策略等级分为“很好”、“可接受”、“一般”、“中差”、“不接受”;
实施例2:如图1所示,本发明公开了一种基于集对可拓耦合的不正常航班恢复策略评估方法,属于航空运输不正常航班管理领域。该方法首先分析不正常航班恢复策略的影响因素,并对影响因素进行等级划分;获取待评估不正常航班的恢复策略影响因素数据;依据影响因素数据和划分等级确定评价指标的“经典域Rk”和“节域Rm”;构建待评估不正常航班影响因素与评价等级之间的联系隶属函数;计算不正常航班恢复策略影响因素的权重向量;基于步骤4构建的隶属度函数和步骤5计算的影响因素权重向量计算不正常航班恢复策略的综合联系隶属度,并根据综合联系隶属度把恢复策略等级分为“很好”、“可接受”、“一般”、“中差”、“不接受”。具体实施例如下:
1、分析不正常航班恢复策略的影响因素,并对影响因素进行等级划分。航空运输是一个复杂的系统,导致航班不正常运行的因素很多,如何选择科学的评估指标,直接影响到整个评估过程的准确性。对于航空运输生产来说,安全就是生命线,因此应该首先考虑航班的安全问题。航空公司是以营利为目的的组织,节约成本,提高运行效率也是很重要的因素。其次,航空运输是人引导的生产过程,人力资源的健康程度也深深影响着航空运输过程,因此,机组的疲劳程度也需要考虑在内。机场的服务保障能力关系到航班的运行保障。延误时间的长短会对影响到公司的品牌。因此,选取“机场安全程度”、“机组疲劳程度”、“成本”、“服务保障能力”、“延误时间”5个指标构建评价指标体系,并对策略可执行度和评价指标的取值范围进行定义,如表1所示。
表1
2、获取待评估不正常航班的恢复策略影响因素数据。以2017年某航空公司执行南京—哈尔滨航班为例,此次航班的目的地机场—哈尔滨机场在航班预计着陆的时间段内,跑道视程低于着陆标准。但是不良气象条件持续的时间较短,根据气象预报显示20min后气象条件转好,能够达到着陆的最低标准。由于气象因素导致的起飞延误时间达到34min。并且机组人员处于连续执行航班飞行任务状况,机组的疲劳程度属于一般程度。值班飞行签派人员及时协调各保障部门对航班进行保障,整体的服务保障能力良好。按B737-800机型的延误成本进行分析,可以得到此次航班延误的损失达到2600元左右。并根据表1中的数据指标分类标准,可知各评估指标的参数实测值,如表2所示。
表2
指标 | 机场安全程度 | 机组疲劳程度 | 成本/千元 | 服务保障能力 | 延误时间/h |
数值 | 3 | 1.5 | 2.6 | 3 | 0.57 |
3、依据影响因素数据和划分等级确定评价指标的“经典域Rk”和“节域Rm”。根据表1的指标数据和预警等级构建相对应的评价指标的经典域Rk如下:
同理,构建对应的评价指标节域Rm如下:
因此,其整体的评价同征物元体Rp为
4、构建待评估不正常航班影响因素与评价等级之间的联系隶属函数。根据联系隶属度函数分析可以得到结果如表3所示:
表3
5、计算不正常航班恢复策略影响因素的权重向量。根据熵权法得到的权重计算结果如表4所示。
表4
指标 | 机场安全程度 | 机组疲劳程度 | 成本/千元 | 服务保障能力 | 延误时间/h |
权重 | 0.2305 | 0.2201 | 0.1756 | 0.2107 | 0.1631 |
6、基于步骤4构建的隶属度函数和步骤5计算的影响因素权重向量计算不正常航班恢复策略的综合联系隶属度,并根据综合联系隶属度把恢复策略等级分为“很好”、“可接受”、“一般”、“中差”、“不接受”。依据公式可以得出恢复策略的综合联系隶属度:μk=-0.6847。根据五个等级的评价等级标准推理得到不正常航班恢复策略的评估标准,如表5所示。依据该标准可知此次不正常航班的恢复策略评估等级为“很好”。
表5
很好 | 可接受 | 一般 | 中差 | 不接受 |
-1~-0.6 | -0.6~-0.2 | -0.2~0.2 | 0.2~0.6 | 0.6~1.0 |
通过实例分析结果可以看出,本发明建立的一种基于集对可拓耦合的不正常航班恢复策略评估方法能够较为全面客观的反映不正常航班恢复策略的可执行度,通过建立评估系统的影响指标相关参数与标准讨论等级之间的集对可拓集合论域耦合关系,定量表征影响因素的不确定性,解决了航空公司一线运行单位在运行控制决策中依靠航空公司签派员经验分析或者单一指标判定的问题,可为航空公司运行控制中心签派员管理不正常航班提供技术支持。本发明简单,易于实现,可操作性强,适用于系统管理工具的开发。
Claims (10)
1.一种基于集对可拓耦合的不正常航班恢复策略评估方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.基于航空运输中造成航班不正常的因素,分析待评估的不正常航班恢复策略的影响因素,获取所述不正常航班恢复策略的影响因素数据;
S2.对所述影响因素进行等级划分,获取所述不正常航班恢复策略的划分等级;
S3.根据所述影响因素数据和所述划分等级,获取评价指标的经典域和节域,构建所述影响因素与评价等级之间的联系隶属函数,其中,所述评价等级用于表示所述不正常航班恢复策略的优劣程度;
S4.获取所述影响因素的权重向量,根据所述联系隶属函数,构建不正常航班恢复策略评估模型,用于对所述不正常航班恢复策略进行评估。
2.根据权利要求1所述一种基于集对可拓耦合的不正常航班恢复策略评估方法,其特征在于:
在获取评价指标的经典域和节域的过程中,还包括以下步骤:
S301.依据物元理论使用三元组R=(N,C,V),描述评价对象N={N1,N2,...,Nk},k∈[1,m]、不正常航班恢复策略影响因素特征Cj,j∈[1,n]、影响因素对应的特征值Vj,j∈[1,n]之间的关系;
S302.根据影响因素指标特征Cj的取值范围Vjk=(ajk,bjk),构造研究评价对象Nk的经典域Rk,以及对应影响因素评价指标特征Cj的节域Rm。
4.根据权利要求3所述一种基于集对可拓耦合的不正常航班恢复策略评估方法,其特征在于:
在构建联系隶属函数的过程中,还包括以下步骤:
S3001.建立评估系统的影响指标相关参数与标准讨论等级之间的集对可拓集合论域耦合关系;
S3002.基于讨论等级k的指标j,获取评价对象i对于所述指标j形成的标准正域中存在的联系隶属的同一性关系以及差异性关系,构建所述联系隶属函数,其中,当待评价对象指标Cj的实测值xi不在讨论等级k内时,则认为所述待评价对象指标Cj与讨论标准等级k具有对立性,所述待评价对象指标Cj对应的的联系隶属度μk(xij)=-1。
7.根据权利要求6所述一种基于集对可拓耦合的不正常航班恢复策略评估方法,其特征在于:
在获取所述影响因素的权重向量的过程中,还包括以下步骤:
S401.设置xij为第i个评价对象的第j个指标的等级关联特征值;
S402.使用熵权法计算所述影响因素的所述权重向量。
9.根据权利要求6所述一种基于集对可拓耦合的不正常航班恢复策略评估方法,其特征在于:
在构建不正常航班恢复策略评估模型的过程中,基于所述隶属度函数和所述权重向量,获取不正常航班恢复策略的综合联系隶属度,根据所述综合联系隶属度,对所述不正常航班恢复策略进行评估。
10.根据权利要求9所述一种基于集对可拓耦合的不正常航班恢复策略评估方法,其特征在于:
在对所述不正常航班恢复策略进行评估的过程中,根据所述综合联系隶属度,将恢复策略等级分为很好、可接受、一般、中差、不接受。
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CN117314270A (zh) * | 2023-09-15 | 2023-12-29 | 国家海洋环境监测中心 | 一种海洋环境监测信息的综合评价方法 |
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2021
- 2021-12-08 CN CN202111488206.XA patent/CN114117327A/zh active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN117314270A (zh) * | 2023-09-15 | 2023-12-29 | 国家海洋环境监测中心 | 一种海洋环境监测信息的综合评价方法 |
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