基于大數(shù)據(jù)挖掘的航空器預(yù)位時間分析與應(yīng)用

周得博，蔡思思

基于大數(shù)據(jù)挖掘的航空器預(yù)位時間分析與應(yīng)用

周得博，蔡思思

（杭州蕭山國際機(jī)場飛行區(qū)管理中心，浙江 杭州 311207）

針對大型運(yùn)輸機(jī)場現(xiàn)有保障流程中存在保障資源等待閑置的問題，基于大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對航空器預(yù)位時間進(jìn)行分析，考慮到保障資源派工提前量過大會導(dǎo)致資源閑置、提前量過小會帶來航班延誤風(fēng)險的問題，引入“效能系數(shù)”計算資源派工提前量標(biāo)準(zhǔn)建議值，最后采用實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行算例驗(yàn)證，結(jié)果證明了此方法具有可行性。

大數(shù)據(jù)挖掘；航空器預(yù)位時間；機(jī)場地面保障；資源調(diào)度優(yōu)化

近年來，隨著大型運(yùn)輸機(jī)場航班量的快速增長，航班地面保障日趨復(fù)雜，保障資源趨緊，對地面保障資源的調(diào)度提出了更高的要求。傳統(tǒng)的地面保障資源按照航空器預(yù)計到達(dá)著陸時間（預(yù)達(dá)時間）前固定時間內(nèi)到位等待[1]，而航空器經(jīng)由地面滑行進(jìn)入機(jī)位后，保障單位才真正開始保障工作。如果資源派工提前量過大，勢必會造成不必要的資源等待閑置。準(zhǔn)確預(yù)計航空器到達(dá)機(jī)位的時間（預(yù)位時間），合理安排派工提前量，對于優(yōu)化資源調(diào)度、提高地面保障效率有著重要作用。當(dāng)前，數(shù)據(jù)是第一生產(chǎn)力，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)分析和挖掘機(jī)場的航班地面保障數(shù)據(jù)可以更好地對地面保障環(huán)節(jié)進(jìn)行管理，從而提高機(jī)場的保障效率[2]。

本文針對現(xiàn)有地面保障流程中資源等待閑置的問題，分析地面保障資源調(diào)度與航空器預(yù)位時間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，基于大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對航空器的預(yù)位時間偏差進(jìn)行統(tǒng)計分析，考慮到保障資源派工提前量過大會導(dǎo)致資源閑置、提前量過小會帶來航班延誤風(fēng)險的問題，引入“效能系數(shù)”計算資源派工提前量標(biāo)準(zhǔn)建議值，最后采用實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行算例驗(yàn)證，以證明本文方法的可行性。本文的工作有助于對地面保障流程進(jìn)行精細(xì)化管理，能夠?yàn)榇笮瓦\(yùn)輸機(jī)場實(shí)現(xiàn)運(yùn)行高效化、管理精細(xì)化、服務(wù)個性化提供有益借鑒和參考。

1 問題描述與數(shù)學(xué)模型

1.1 數(shù)學(xué)模型

航空器預(yù)位時間分析過程包含三個重要的時間參數(shù)：①預(yù)達(dá)時間，即航班預(yù)計到達(dá)機(jī)場跑道的著陸時間；②預(yù)位時間，即航班預(yù)計滑入機(jī)位上輪擋的時間；③進(jìn)港可變滑行時間，即從跑道落地滑行到機(jī)位所需的平均滑行時間。

三個變量之間滿足如下關(guān)系式：=+。

由于航空器實(shí)際到達(dá)時間與預(yù)達(dá)時間一般會存在偏差，而且航空器落地后從跑道頭滑行至指定機(jī)位還需一定時間，受地面保障條件的限制，實(shí)際入位時間與預(yù)位時間之間往往也存在偏差。

本文分析航班落地后預(yù)位時間偏差的概率分布情況，采用1表示實(shí)際落地時間與預(yù)達(dá)時間的偏差，2表示實(shí)際入位時間與預(yù)位時間的偏差，1=實(shí)際落地時間－預(yù)達(dá)時間，1＜0表示落地時間提前，1＞0表示落地時間推后。2=實(shí)際入位時間－預(yù)位時間，2＜0表示入位時間提前，2＞0表示入位時間推后。

現(xiàn)行機(jī)坪運(yùn)行管理規(guī)定航空器提供保障作業(yè)的資源（人員和車輛）應(yīng)在航空器落地前分鐘（一般為10 min）到達(dá)指定位置，進(jìn)行作業(yè)準(zhǔn)備工作。因此依據(jù)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)可以計算出地面保障人員的等待時間：

不同于現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，本文從預(yù)位時間入手，規(guī)定地面保障資源必須在預(yù)位時間分鐘之前到達(dá)保障現(xiàn)場，由此可以計算出該建議標(biāo)準(zhǔn)下地面保障人員的等待時間：

用△表示兩種標(biāo)準(zhǔn)下節(jié)約的時間成本△=1－2=min+min。

根據(jù)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)（預(yù)落前分鐘到位）可計算出滯后保障的概率為：1=（1＜0）=（－2＞+）。

根據(jù)建議標(biāo)準(zhǔn)（預(yù)位前分鐘到位）可得滯后保障的概率為：2=（2＜0）=（－2＞）。

綜合1與2可知，的取值只需考慮2的分布和的取值。

1.2 VTT的取值和預(yù)位偏差分布

進(jìn)港可變滑行時間值是近2年來航空器在不同時間不同繁忙程度下從特定跑道頭滑至指定機(jī)位的滑行時間的采樣分布均值。2定義為實(shí)際入位時間與預(yù)計入位時間的差值，簡稱預(yù)位偏差，該隨機(jī)偏差服從正態(tài)分布。

1.3 節(jié)約時間成本與保障滯后風(fēng)險

1.4 效能系數(shù)的引入

本文將取得最大效能系數(shù)所對應(yīng)的值作為地面保障提前量標(biāo)準(zhǔn)值，即=（）。

2 算例分析

本文以杭州蕭山國際機(jī)場為例進(jìn)行算例分析，假設(shè)在蕭山機(jī)場的06號跑道到停機(jī)位312之間執(zhí)行1 000個航班，進(jìn)港可變滑行時間=6 min。采集蕭山機(jī)場2018年所有進(jìn)港航空器的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，統(tǒng)計其實(shí)際入位時間與預(yù)位時間差值的分布情況，記為2的隨機(jī)樣本，并求得2的概率密度函數(shù)如下：

效能系數(shù)的計算過程是依次計算執(zhí)行1 000架次航班的延誤風(fēng)險架次、節(jié)約時間成本，從而確定出最優(yōu)的效能系數(shù)及其對應(yīng)的預(yù)位前資源派工提前量時間。

由于蕭山機(jī)場平均滑入時間為6 min，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)（預(yù)達(dá)時間提前10 min）等價于=+=10+6=16 min[3]，節(jié)省時間成本=0。如果=15 min，則節(jié)省時間成本=（16－15）×24個保障主體單元×1 000架次/60=400 h。當(dāng)=14，13，12，11…時同理可求得相應(yīng)節(jié)省的時間成本。

求得各值對應(yīng)的效能系數(shù)，并繪制如圖1所示曲線。

圖1 效能系數(shù)分布圖

由圖1可知，=13時效能系數(shù)值最大，說明在該標(biāo)準(zhǔn)建議值下，單位風(fēng)險架次帶來的平均時間成本節(jié)省量最大，因此建議保障資源按照預(yù)位前13 min的標(biāo)準(zhǔn)到位保障。

3 結(jié)語

本文基于大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對航空器的預(yù)位時間進(jìn)行分析，針對大型運(yùn)輸機(jī)場現(xiàn)有保障流程中存在資源派工過早、保障資源等待閑置的問題，通過平衡保障資源利用率和航班延誤風(fēng)險水平之間的關(guān)系，對保障資源的提前派工時間進(jìn)行量化計算，對于降低資源閑置、提高地面保障資源利用率有著重要意義。值得注意的是，在實(shí)際確定保障資源派工提前量時，需要采用專家評分法綜合各種影響因素來評判，專家評分可以考慮多重因素：夏天機(jī)坪高溫、冬天寒冷、旅客服務(wù)質(zhì)量、企業(yè)成本控制、航班正常性、多機(jī)備降和大面積航班延誤等情況。

［1］任子云.大型機(jī)場航班地面保障車輛協(xié)同調(diào)度研究［D］.天津：中國民航大學(xué)，2016.

［2］王堯.基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的機(jī)場航班地面保障模式研究［J］.科技與創(chuàng)新，2017（2）：86-87.

［3］孫榮恒.概率論和數(shù)理統(tǒng)計［M］.重慶：重慶大學(xué)出版社，2000.

V351

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.17.017

2095－6835（2019）17－0040－02

周得博（1988—），男，研究方向?yàn)闄C(jī)場運(yùn)行與正常性管理。蔡思思（1996—），女，研究方向?yàn)闄C(jī)場運(yùn)行與管理、航空器場面運(yùn)行優(yōu)化。

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕