因應颱風擾動事件飛航排程調整規劃之研究(1/3)

航空公司在航班營運階段中，經常會受到突發擾動事件影響，造成航班無法按計畫時間正常起降，往往造成後續銜接航班亦連帶受到影響。其中，以颱風擾動事件造成航空公司航班營運受影響甚鉅。因此，若能有效地預估颱風擾動事件影響時段與航班營運規劃調整，將可大幅降低航空業者在營運上的衝擊與損失。實務上，面對颱風擾動事件，航空業者多以人為經驗佐以氣象預報資料進行航班重新指派研擬，然此作法既無效率且缺乏整體航網營運考量，常獲得可行但不佳的航班重新指派結果。以往關於航班排程之文獻，多著墨在航班規劃階段問題或營運階段即時擾動調整問題，而本研究探討之問題，一為對預期性將發生的隨機事件進行航班重新指派之預防性措施，在概念上屬於隨機事件發生前進行的規劃性航班排程作為，屬航班規劃階段問題；一為針對預期的隨機事件進行航班調整，屬預期性航班擾動調整問題。此種結合預期航班規劃與擾動調整問題之研究，在以往研究中較為罕見。緣此，本研究將以系統最佳化之觀點，考量總成本最小化為目標，發展確定性航班重新指派模式、隨機性航班重新指派模式、模擬架構、以及多階段決策過程以分析不同決策的績效差異，提供航空業決策主管在面臨颱風擾動事件時，有效率地進行飛航排程調整之參考。由於本研究內容的範圍頗大，故將研究區分為三年期計畫進行。第一年期先根據研究標的之航空公司航班指派實務營運情況及限制，構建機場受擾動時段明確下之確定性規劃模式；第二年期則構建機場受擾動時段不明確下之隨機性規劃模式；至於第三年期則以前兩年期研究所發展的確定性及隨機性模式，進行模擬測試分析及多階段決策以比較不同模式之應用績效差異。本研究擬利用網路流動技巧及數學規劃方法以構建所有模式，並依據問題特性加上適當的目標式及限制，以滿足實際營運條件。此等模式預期可定式為一特殊之多重貨物網路流動問題，屬NP-hard 問題，而當實務問題過大時，預期將難以在合理的時間內求得最佳解。因此，為有效地求解實際的大型問題，本研究針對各模式擬以拉氏鬆弛法暨次梯度法或其他巨集式演算法為基礎，配合CPLEX 軟體，發展適合的求解演算法。最後再利用隨機方式產生不同的資料，並運用模擬及動態決策等技巧，進行範例測試，以評估各模式及求解演算法的應用績效，進而提出結論與建議。