航空公司运行控制决策优化方法研究

【类型】学位论文

【作者】李家南 

【关键词】 运行控制,决策方法,决策分析,方案调整,动态决策,决策优化

【摘要】对国内民航运输中出现的不安全事件进行分析研究并且结合在航空公司运控中心调研的结果,发现当前国内航空公司运控决策在时效性以及调整与修正方面存在问题。虽然机长在飞行中拥有航班处置的最终决策权力,但运行控制中心有责任向机组提供信息支持与决策建议。飞行签派员作为运控中心的核心人员,其基于飞行监控的状况而做出的决策深刻地影响航班运行的安全与效益。针对航班运行受到诸多不确定因素影响的运控的难题,研究签派员在持续监控航班的过程中如何面对未知运行环境进行有关决策以及如何调整前序决策的问题,达到优化运控决策的目的。文章首先运用Anderson-Darling与I-MR控制图对航班历史运行数据进行分析并用分析结果作为飞行中决策分析的数据支持,分别在评估航班运行状态和优化决策时机两方面达到了辅助优化运控决策的目的。然后运用M/M/C排队论研究了飞行期间的备降机场选择问题并构建了备降排队模型,提出使用排队概率和排队长度等指标进行评估与选择备降机场的决策方法。其次,运用风险决策理论来研究飞行中面对运行环境不确定时的决策难题,构建了航班飞行阶段风险决策模型,再使用由贝叶斯理论和决策树组成的动态决策理论,将新的运行信息用于修正判定航班运行环境状态的先验概率,改进了决策方法。最后运用运筹学中的灵敏度分析对动态环境中的决策方案调整过程进行研究,展现了不同运行环境下决策方案的差异以及调整过程。结合CTU-CAN航班实例验证分析结果发现P478–ATLAT以及ATLAT–TOD期间飞行不受CFP控制程度较大,运行环境稳定时P478至TOD的飞行期出现过耗油偏差小的概率为0.76。这些数据被运用于飞行中的风险决策分析,首先确定了两个关键决策点T_1和T_2,再将耗油偏差事件的概率作为条件概率带入贝叶斯决策理论计算联合概率。最后将联合概率计算结果用于决策树计算得到决策节点的最优期望效用值依次为6.854与5.817,运控中心可依据以上计算结果制定航班面对不同状况发生时的最优决策方案。决策方案调整的灵敏度分析结果显示了若判断未来运行环境稳定的概率为40%至70%,T_1时刻制定继续飞往目的地机场的预案,如果后续飞行期间油耗偏差大则在T_2修改决策方案为进行备降,得到的研究成果为运控中心解决信息不确定的决策问题提供了科学的决策制定与动态修正的方法。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】中国民用航空飞行学院

【学位授予年度】2018

【导师姓名】罗凤娥;顾雷