[发明专利]用于可选航班的航班调度约束

说明书

技术领域

本文涉及创建航空公司航班调度。

背景技术

航空公司调度和航路规划(ASR)问题是航空公司在为单一混合机队创建航班调度时面临的问题。航班调度可包括一系列由单个航空器飞行的航班(即，航路规划)以及每个航班航程的出发和到达时间(即，调度)。对ASR问题的有效和成本有效解决方案对航空公司来说是极其重要的，因为给定的调度确定了航空公司总成本的重要部分，其中总成本包括每个航空器的固定成本、燃料成本、维护成本和指派操作航空公司最终航班调度的机组人员的成本。

如果航空公司拥有固定数量的在任何给定时间内操作的航空器，并且用于增加和操作额外航空器的固定成本非常高，则需要航空公司以最有效的方式使用其现有的航空器资源。由于不同的航班调度会使航空公司的成本和收入有所改变，所以可通过生成最优或接近最优的航空器调度获得显著的成本减少和收入增加。然而，由于极大量的可能的航班调度和多个必须实现的可操作和管制限制，ASR问题是高度复杂的问题，其需要使用复杂的数学建模和求解算法以产生最优方案。

发明内容

大体上，本文描述了用于为航空公司生成优化的航班调度的系统和技术。如上所述，航班调度可指示一系列由单个航空器执飞的航班(即，航空器航路规划)以及每个航班航程的出发和到达时间(即，航班调度)。为确定用于由航空公司指挥的航班飞行的最终航班调度，航空公司可考虑针对包括在最终航班调度中的航空器航路规划的可允许的机组配对(例如，在合同、管制或实际约束条件下，允许机组飞行的一个或多个航班的序列)。

优化的航班调度可作为对先前提到的航空公司面临的航空公司调度和航路规划(ASR)问题的解决方案。在一个实施例中，ASR问题可分割为三个子问题：生成优化的航班调度，生成优化的航空器航路规划以及生成优化的机组配对。可分别解决这三个子问题。例如，航空公司可生成优化的航班调度，然后生成优化的航空器航路规划，并最后生成优化的机组配对。然而，分别解决这三个子问题不可能实现全局最优方案。

在第一主要方面中，描述了通过将三个子问题的解决方案合并为单一优化步骤来解决ASR问题的实施。基于航空器航路规划可生成优化的航班调度，此航空器航路规划已考虑了允许的航空器航路规划的机组配对。

例如，可生成可允许的航空器航路规划，以使得在生成可允许航空器航路规划中考虑可允许的机组配对。然后可从可允许的航空器航路规划中选择优化的航空器航路规划。因此，在优化的航班调度中使用的优化的航空器航路规划将会与可允许的机组配对相关联。

在另一个主要方面中，描述了这样的实现：在该实现中，添加约束到调度优化器，以使得代表航空公司的用户可以指定可选航班的特定数量以包括到最终的航班调度中。例如，不管成本和/或收入，一个航空公司会拥有若干航班，航空公司会飞行这些航班以确保例如航空公司保持市场的存在，或在航空站不失去门或位置。航空公司可以认为这些航班是“强制”航班，其将总是调度的一部分。

相反，可选航班不是强制的并且不必总是航班调度的一部分。例如，当在已存在的航线之间分析新的目的地或航班的新频率时，航空公司可以指定一些航班作为可选。例如，如果航空公司考虑航线的两个新目的地，则航空公司的用户可以选择新目的地作为可选。

在一些实现中，调度优化器可基于诸如收入、成本和网络的整体可行性(例如，设备和人员的可用性)之类的因素在航班调度中选择是否包括零个、一个或两个新目的地。另外，调度优化器可允许用户不仅指定是否在最终航班调度中包括可选航班，还可允许用户指定包括在优化航班调度中的可选航班的最大数量或最小数量。

例如，对特定的航班航线(例如，达拉斯(Dallas)/沃思堡(Worth)到休斯顿(Houston))，航空公司可拥有六个可能的可选航班。在没有用户输入的情况下，调度优化器可返回航班调度，该航班调度包括所有可选航班、无可选航班，或两者之间的某些数量。然而，用户同样可指定调度优化器尝试返回至少三个可选航班，且不超过五个可选航班。然后，在优化用于生成航班调度期间，调度优化器可使用这些额外约束。