CN106295996A - 重新安排由中断所影响的航班的方法以及航空公司操作控制***与控制器 - Google Patents

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Abstract

一种航空公司操作***、控制器和方法重新安排由排除航班计划好的时刻表的中断影响的航班。方法包括获得与用于预定在航班上的乘客集合的每一个的预定起点和预定目的地的航班有关的数据，生成用于乘客集合的子集的在预定起点与预定目的地之间的转接的乘客转接网络，将至少一个准则应用于乘客转接网络，以及基于所述准则，重新安排至少一个转接航班。***和控制器求解网络流问题以重新安排转接航班的子集以得到延迟的预计起飞时间。得到的输出能够包括延迟航班的集合连同修改的预计起飞时间、航班取消的集合和在错过转接的情况下的乘客集合。

Description

重新安排由中断所影响的航班的方法以及航空公司操作控制 ***与控制器
背景技术
对航空公司时刻表(schedule)中断的常见源包括缺少机组人员、机械故障、恶劣天气等。中断事件能够在没有任何通知的情况下发生，并且具有直接影响，例如当机场由于雷达故障而关闭时。诸如由于天气条件恶化而可能发生的其他中断事件能够对于航空公司时刻表具有更渐进的影响。有计划的机场或空域关闭引起对于限定的时间周期的中断事件，其中，限定的时间周期能够是静态的或者在中断事件期间能够动态改变。
响应于中断事件，航空公司通过实现时刻表、飞机、机组人员和乘客的恢复计划来重新安排他们的操作，其能够包括通常经由航空公司操作控制中心(AOCC)延迟或取消航班。大航空公司的AOCC中的操作人员一天管理成百上千个航班的运行，并在遵循复杂的维护和路线选择约束的同时实时调整航空公司的飞机和空勤组成员的移动以最小化代价的延迟和取消。响应于各种中断事件，这些操作人员负责准备航班计划、调整包括航班时刻表、离港时间(departure slot)分配、飞机分配和机组人员分配的航空公司时刻表。大航空公司的难题要限制航空公司的低效率并有效地管理信息以减轻无法预料的时刻表中断的影响。
发明内容
在一个方面中，实施例涉及一种重新安排航班的方法。该方法包括获得与用于乘客集合的从预定起点到预定目的地的航班有关的路线数据；基于所述数据生成用于乘客集合的子集的乘客转接网络，包括至少一个中间转接航班，具有第一预计起飞时间；在乘客转接网络中创建至少一个备选中间转接航班，具有第二预计起飞时间，第二预计起飞时间在第一预计起飞时间之后；将转接的集合添加到在用于乘客集合的子集的预定起点与预定目的地之间的乘客转接网络，其中，添加的转接的集合包括至少一个备选中间转接航班；将至少一个准则应用于具有添加的转接的乘客转接网络；及基于至少一个准则，将乘客集合的子集重新安排到在第二预计起飞时间的至少一个备选中间转接航班。
在另一个方面中，实施例涉及一种航空公司操作控制***。***包括计算设备，其包括配置成存储指令的存储器；以及处理器，配置成运行指令。指令执行方法，其包括获得与用于乘客集合中每一个的从预定起点到预定目的地的航班有关的路线数据；基于数据生成用于乘客集合的子集的乘客转接网络，包括至少一个中间转接航班，具有第一预计起飞时间；在乘客转接网络中创建至少一个备选中间转接航班，具有第二预计起飞时间，第二预计起飞时间在第一预计起飞时间之后；将转接的集合添加到在用于乘客集合的所述子集的预定起点与预定目的地之间的乘客转接网络，其中，添加的转接的集合包括至少一个备选中间转接航班；将至少一个准则应用于具有添加的转接的乘客转接网络；以及基于至少一个准则，将乘客集合的子集重新安排到在第二预计起飞时间的至少一个备选中间转接航班。
在另一个方面中，实施例涉及一种控制器，其与数据库通信，数据库包含与用于预定在飞机航班上的乘客集合中每一个的预定起点与预定目的地有关的数据。控制器具有软件，其配置成访问并取回数据；生成用于乘客集合的子集的在预定起点与预定目的地之间的转接的乘客转接网络，其中，转接包括至少一个转接航班，其不直接在预定起点与预定目的地之间，其中，至少一个转接航班具有第一预计起飞时间；创建至少一个转接航班的至少一个副本(copy)，具有晚于第一预计起飞时间的第二预计起飞时间；将转接添加到在用于子集的预定起点与预定目的地之间的乘客转接网络，其中，添加的转接包括至少一个转接航班的至少一个副本；将至少一个准则应用于具有添加的转接的乘客转接网络；以及基于至少一个准则，将所述至少一个转接航班重新安排到至少一个第二预计起飞时间。
本发明提供了如下的技术解决方案的集合：
1、一种重新安排航班的方法，包括：
获得与用于乘客集合的从预定起点到预定目的地的航班有关的路线数据；
基于所述数据生成用于所述乘客集合的子集的乘客转接网络，其包含具有第一预计起飞时间的至少一个中间转接航班；
在所述乘客转接网络中创建具有第二预计起飞时间的至少一个备选中间转接航班，所述第二预计起飞时间在所述第一预计起飞时间之后；
将转接的集合添加到在用于所述乘客集合的所述子集的所述预定起点与所述预定目的地之间的所述乘客转接网络，其中，添加的转接的集合包含所述至少一个备选中间转接航班；
将至少一个准则应用于具有所述添加的转接的所述乘客转接网络；以及
基于所述至少一个准则，将所述乘客集合的所述子集重新安排到以所述第二预计起飞时间的所述至少一个备选中间转接航班。
2、如技术解决方案1所述的方法，其中，至少一个备选中间转接航班是取消的转接航班。
3、如技术解决方案1所述的方法，其中，所述乘客转接网络包含至少一个中断节点，所述中断节点追踪延迟或取消航班的乘客。
4、如技术解决方案3所述的方法，其中，至少一个准则包含用于到所述至少一个中断节点的每一个转接的代价。
5、如技术解决方案1所述的方法，其中，所述代价包含比用于所述乘客集合的子集的预定转接时间更长的转接时间。
6、如技术解决方案1所述的方法，其中，将所述乘客转接网络建模到改进的最小代价多商品网络中。
7、如技术解决方案6所述的方法，其中，所述至少一个准则包含所述改进的最小代价多商品网络的收益。
8、如技术解决方案1所述的方法，其中，至少一个准则包含用于所述至少一个备选中间转接航班中每一个转接的代价。
9、如技术解决方案8所述的方法，其中，所述代价是所述第二起飞时间相对于所述第一起飞时间的所述延迟的严重性的非减函数。
10、如技术解决方案1所述的方法，进一步包含如下步骤：确定延迟的航班集合连同修改的预计起飞时间；确定航班取消的集合；以及识别在错过转接情况下的乘客的一个或多个子集。
11、一种航空公司操作控制***，包括：
计算装置，包含：
存储器，配置成存储指令；以及
处理器，配置成运行所述指令以执行方法，包括：
获得与用于乘客集合中每一个的从预定起点到预定目的地的航班有关的路线数据；
基于所述数据生成用于所述乘客集合的子集的乘客转接网络，其包含具有第一预计起飞时间的至少一个中间转接航班，；
在所述乘客转接网络中创建具有第二预计起飞时间的至少一个备选中间转接航班，所述第二预计起飞时间在所述第一预计起飞时间之后；
将转接的集合添加到在用于所述乘客集合的所述子集的预定起点与预定目的地之间的所述乘客转接网络，其中，添加的转接的集合包含所述至少一个备选中间转接航班；
将至少一个准则应用于具有所述添加的转接的所述乘客转接网络；以及
基于所述至少一个准则，将所述乘客集合的所述子集重新安排到以所述第二预计起飞时间的所述至少一个备选中间转接航班。
12、如技术解决方案11所述的航空公司操作控制***，其中，所述处理器进一步配置成执行以下步骤：确定延迟的航班集合连同修改的预计起飞时间；确定航班取消的集合；以及识别在错过转接的情况下的乘客的一个或多个子集。
13、如技术解决方案11所述的航空公司操作控制***，其中，所述处理器进一步配置成作为至少一个准则，将代价关联到每一个转接，其导致比用于所述乘客集合的子集的预定转接时间更长的转接时间。
14、如技术解决方案11所述的航空公司操作控制***，其中，所述处理器进一步配置成求解多商品网络流问题以将所述至少一个准则应用于所述乘客转接网络。
15、如技术解决方案14所述的航空公司操作控制***，其中，所述处理器进一步配置成采用混合整数线性规划求解所述多商品网络流问题。
16、一种与数据库通信的控制器，所述数据库包含与用于预定飞机航班上的乘客集合中每一个的预定起点与预定目的地有关的数据，以及所述控制器具有软件，其配置成访问并取回所述数据；生成用于所述乘客集合的子集的在所述预定起点与所述预定目的地之间的转接的乘客转接网络，其中，所述转接包含至少一个转接航班，其不直接在所述预定起点与所述预定目的地之间，其中，所述至少一个转接航班具有第一预计起飞时间；创建所述至少一个转接航班的至少一个副本，其具有晚于所述第一预计起飞时间的第二预计起飞时间；将转接添加到在用于所述子集的所述预定起点与所述预定目的地之间的所述乘客转接网络，其中，添加的转接包含所述至少一个转接航班的所述至少一个副本；将至少一个准则应用于具有添加的转接的所述乘客转接网络；以及基于所述至少一个准则，将所述至少一个转接航班重新安排到至少一个第二预计起飞时间。
17、如技术解决方案16所述的控制器，其中，所述软件进一步配置成确定延迟的航班集合连同修改的预计起飞时间；确定航班取消的集合；及识别在错过转接的情况下的乘客的一个或多个子集。
18、如技术解决方案16所述的控制器，其中，所述软件进一步配置成应用至少一个准则，其将代价关联到每一个转接，导致比用于所述乘客集合的子集的预定转接时间更长的转接时间。
19、如技术解决方案16所述的控制器，其中，所述软件进一步配置成求解多商品网络流问题以将所述至少一个准则应用于所述乘客转接网络。
20、如技术解决方案19所述的控制器，其中，所述软件进一步配置成采用混合整数线性规划求解所述多商品网络流问题。
附图说明
在附图中：
图1图示能够实施本发明的实施例并且与若干机场通信以在中断事件期间重新安排航班的航空公司操作中心。
图2是图解描绘从预定进港航班到出港航班的乘客转接的简图，其中，进港航班能够被延迟或取消。
图3是图示根据本发明的实施例的航空公司操作控制***和控制器的方框图。
图4图示具有五个航段(flight leg)和四个乘客转接的航班网络。
图5图示根据本发明的实施例的乘客转接网络。
图6图示航班网络的示例，其中，可以通过本发明的实施例减轻中断事件。
图7图示图6的航班网络，其中，通过本发明的实施例考虑航班延迟以减轻中断事件。
图8图示根据本发明的实施例的应用于图6的航班网络的乘客转接网络。
图9是图示根据本发明的实施例的重新安排由中断所影响的航班的方法的流程图。
具体实施方式
将理解，阐述了能够实现本发明的实施例的环境的细节以便提供对本文所述技术的彻底理解。但对于本领域技术人员，示范性实施例能够被实施而无需这些特定细节将是显然的。附图图示实现本文所述的模块或方法或计算机程序产品的特定实施例的某些细节。但不应将附图解释为强加附图中能够存在的任何限制。可以在任何机器可读媒体上提供方法和计算机程序产品用于完成其操作。能够使用现有计算机处理器或由用于这个或另一个目的而包含的专用计算机处理器或由硬连线的***来实现实施例。
如上所述，本文所述的实施例能够包括计算机程序产品，其包括机器可读媒体，用于承载或具有存储于其上的机器可运行指令或数据结构。这种机器可读媒体能够是任何可用媒体，其能够由通用或专用计算机或具有处理器的其他机器访问。作为示例，这种机器可读媒体能够包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘储存装置、磁盘储存装置或其他磁储存装置，或者任何其他媒介，其能够用来以机器可运行指令或数据结构形式承载或存储所希望的程序代码，并能够由通用或专用计算机或具有处理器的其他机器访问。在通过到机器的网络或另一个通信连接(硬连线的、无线的或硬连线或无线的组合)传送或提供信息时，机器适当地将该连接视为机器可读媒介。因而，任何这个连接都适当地称为机器可读媒介。以上的组合也包括在机器可读媒体的范围内。机器可运行指令例如包括指令和数据，其使得通用计算机、专用计算机或专用处理机执行某种功能或功能的组。
将在方法步骤的一般上下文中描述实施例，方法步骤能够由程序产品在一个实施例中实现，程序产品包括机器可运行指令，例如程序代码，例如以由联网环境中的机器运行的程序模块的形式。通常，程序模块包括例程、程序、对象、组件、数据结构等，其具有执行特定任务或实现特定抽象数据类型的技术效果。机器可运行指令、关联数据结构和程序模块表示用于运行本文公开的方法的步骤的程序代码的示例。这种可运行指令或关联数据结构的特定序列表示用于实现在这类步骤中所述的功能的对应动作的示例，。
当航空公司操作人员相对于中断事件做出决定时，通过所面对的问题与航空公司环境的初始解释来帮助理解本文公开的实施例。由于航空公司网络能够具有在其权限内的上百架飞机和上千空勤组成员及大量的维护操作，并考虑各种各样信息，因此将理解，图1仅示意性地图示航空公司和能够考虑的信息的极为简化形式。但为了简化解释，图1的示范性情形对于解释发明概念是有用的，没有过度的复杂性。具体而言，图示具有三架飞机13、15和17的航空公司和航空公司操作控制中心(AOCC)10，三架飞机分别位于第一机场12、第二机场14和第三机场16处。尽管将飞机13、15和17图示为相同的，但将领会，飞机13、15和17能够是不同制造和模式，具有不同的功能性和容量，并且因而对于彼此交换能够不一定是最佳的。AOCC 10通过计算机网络18与机场12、14、16通信，计算机网络例如能够是局域网或诸如互联网的更大网络。
由于飞机具有计划的路线，考虑如下情形，其中，安排飞机13从机场12飞到机场14，并且随后到机场16。安排飞机15从机场14飞到机场16，并返回机场14，并且安排飞机17从机场16飞到机场12。在飞机上的乘客通常具有具有各种转接航班的不同的路线来将他们从其源传送到其目的地。因此，尽管离开机场12的一些乘客能够具有机场14或16的预定目的地，但其他人将到达作为中间目的地的这些机场以转接(connect)到一个或多个附加的航班。因此，如果在飞机13起飞前，第一机场12遭受中断事件，AOCC 10的飞机操作人员能够延迟航班直至在机场12处解决了中断事件，或者取消航班，这能够导致航空公司更大的代价和普遍的顾客不满意。
为了重新安排操作，AOCC 10能够采用用于操作恢复的程序，其中，操作恢复是用来响应于中断事件而确定航班延迟和取消的方法。本文提出的用于操作恢复***和方法的实施例包括模型，其考虑用于出港航段的延迟选项以适用转接乘客。用于处理模型的操作恢复求解器(solver)能够在位于AOCC处的计算制造11上实现。计算装置11能够响应于中断事件运行软件以帮助在AOCC处的人员。为了简洁，本文将运行配置成执行操作恢复程序的软件的计算装置11称为“处理器”。
图2是图解描绘从预定进港航班20到出港航班24的乘客转接的简图，其中，进港航班能够被延迟或取消。当在预定进港航班20的列出到达时间后的时间的持续时间26晚点的进港航班22到达时，如果晚点的进港航班22在出港航班的起飞时间后(如由持续时间28所示的)到达，乘客能够经受到其出港航班24的错过转接。常规操作恢复方案通过惩罚在出港航班24的预定起飞时间后离开的晚点的进港航班22来解决错过的乘客。但常规操作恢复强制实施惩罚，即使出港航班24同样被延迟，使得乘客能够在晚点的进港航班22与延迟的出港航班之间进行转接。即，常规操作恢复不包括模型，其中，出港航班24能够被延迟以减小与错过转接关联的惩罚。换言之，常规操作恢复包括目标函数，其仅是考虑出港航班的预定起飞时间而没有考虑在乘客的转接航班的航班时间之间的关系的近似。
现在参考图3，示出根据本发明的实施例图示航空公司操作控制***100并且具体而言配置成重新安排由中断所影响的航班的控制器110的框图。航空公司操作控制***100包括图3中所示的计算装置，但不限于控制器110(并且本文称为“控制器”)。控制器110能够包括但不限于，存储器，其配置成存储指令，供由处理器运行。指令及其储存装置能够包括任何适合的计算形态、架构和框架，其包括但不限于，硬件、软件及其组合。控制器110，通过航班中断组件113，配置成获得与用于预定在航班上的乘客的集合的每一个的预定起点和目的地有关的数据。数据存储在任何适合的计算储存媒介上，包括但不限于，乘客时刻表数据116的数据库。
控制器110能够包括建模组件115，以生成乘客转接网络118。如下所述，乘客转接网络118能够在网络中映射在用于航班上乘客的集合的子集的预定起点与预定目的地之间的转接。重新安排组件119能够基于由网络分解组件117和网络求解器组件121对乘客转接网络118的计算分析来重新安排航班，以改进乘客通过乘客转接网络118的总体网络流。控制器110，通过重新安排组件119，能够输出与分析和更新的时刻表有关的数据。输出能够包括但不限于，与延迟航班的集合120连同修改的预计起飞时间、航班取消的集合122和在错过转接情况下的乘客的集合124有关的数据。
为了生成并开发考虑用于出港航段的延迟选项的模型，航班中断组件113获得、接收或以其它方式获取与乘客起点和目的地有关的数据(乘客时刻表数据116)。航班中断组件113能够基于乘客路线数据构造、确定或以其它方式生成乘客转接网络118，并部分基于乘客转接网络118确定具有给定路线的乘客的数量、延迟的航班的集合、修改的预定起飞时间的集合、航班取消的集合和在识别错过转接的情况下的可能的起点和目的地乘客流的集合。例如，航班乘客转接网络118能够包括流网络，其是有向图，其中，节点是航段，并且弧表示有效转接。
例如，在一个实施例中，建模组件115能够生成包括航班网络的乘客转接网络118，航班网络具有表示为一段航程的预定航班(V)的数量，和表示为节点的预定乘客转接(A)的数量。例如，航班网络能够表示为Gp＝(V，A)。对于进港航班转接的集合，建模组件115能够识别候选出港航班，并将对应的航班弧添加到乘客转接网络118。得到的乘客转接网络118能够表示为网络分解组件117然后将网络(例如)分解为其转接的组件。例如，对于m≥1个转接的组件，网络分解组件117能够通过转接的组件迭代。对于转接的组件网络求解器组件121能够扩展网络并确定用于通过节点的网络移动乘客的策略。例如，网络求解器组件121能够求解上的修改的最小代价多商品网络流问题(minimum cost multicommodity network flow problem)(MCNFP)，其中，MCNFP中的商品对应于唯一的乘客路线。
如上所述，是乘客转接网络，其弧连接候选航段。图4图示具有五个航段和四个乘客转接的简单航班网络。初始航段30转接到三个航段32、34、36。航段36转接到航段38，指示一些乘客能够从中间航段36转接到航段38。
现在参考图5，对于每一个乘客转接，建模组件构造具有节点和弧的集合的乘客转接网络39。例如，乘客转接网络39能够包括六类节点。对于作为转接乘客路线的初始航班的每一个预定航段存在源节点40。对于作为转接乘客路线的终结航班(terminating flight)的每一个预定航段存在汇节点64。即，汇节点64表示乘客的最终目的地。对于具有第一预计起飞时间的每一个航段42和44，航班节点46、48、50和56、58、60是相应航段42和44的与延迟选项关联的中间备选方案，例如每一个航段具有晚于第一预计起飞时间的第二预计起飞时间。即，航段42能够在每一个航班节点46的其预定时间离开，能够延迟每一个航班节点48的第一持续时间，或者能够延迟每一个航班节点50的更长的第二持续时间。每一个航段42和44包括取消节点52和62，以表示给定航班的取消，即，第二预计起飞时间能够包括“空”或取消。每一个中间备选方案表示可能的延迟选项，其中，第二预计起飞时间能够根据时刻表预定或选择。对于每一个航班转接存在中断节点54，以追踪其时刻表由于错过转接或航班取消所引起的被中断的乘客。另外，当乘客转接网络39包括多个汇节点时，超级汇节点转接到汇节点。
另外，乘客转接网络39能够包括在节点之间的不同类型的转接，其在图4中表示为弧。弧41、43、45将源节点40转接到相应的初始航班节点46、48、50。弧47将源节点40转接到初始航班取消节点52。弧将进港航班节点46、48、50转接到出港航班节点56、58、60。弧49将进港航班节点46、48、50转接到出港航班取消节点62。对于没有转接到起飞航班节点的每一个进港航班节点，弧51将进港航班节点转接到中断节点54。弧53将进港航班取消节点52转接到中断节点54。弧55将中断节点54转接到出港航班节点56、58、60。弧57将中断节点54转接到出港航班取消节点62。弧59将出港航班节点56、58、60转接到汇节点64。弧61将中断节点62转接到汇节点64。另外，当乘客转接网络39包括多个汇节点时，弧将汇节点转接到超级汇节点。
图5示出具有从航班i 42到航班j 44的转接的示例乘客转接网络39。即，例如，乘客乘坐航班i 42到达一些机场并通过航班j 44离开。航班中断组件或建模组件能够建模乘客转接网络39，其中每一个航班具有第一预计起飞时间，和用于该航班的三个起飞选项，其中三个起飞选项具有晚于第一预计起飞时间的第二预计起飞时间。第一航班时间(如在航班节点46和56中)与用于相应航班的预计起飞时间对准。在这里，假定航班i 42构成在某一路线k1中的初始航班，因此，其节点关联到某一源节点sk1 40。类似地，航班j 44对于某一路线k2是终点航班，并且转接到tk2、汇节点64。注意，路线k2能够是路线k1。
中断节点ξij 54是辅助节点，其以从航班i 42到航班j 44的预定转接追踪经受到中断(即延迟或取消)的任何乘客。因为第一进港航班节点46经由转接弧49A转接到出港航班节点56、58、60，所以没有弧将第一进港航班节点46转接到中断节点54。但如果第二进港航班节点48(从第一进港航班节点46延迟的)要转接到第一出港航班节点56，那么就发生错过转接，因此，处理器将第二进港航班节点48由弧51转接到中断节点54，并确保第二进港航班节点48的平衡。因为进港航班取消自动招致中断，弧53将取消节点52转接到中断节点54。类似地，弧55将中断节点54转接到出港航班节点56、58、60，并且弧57转接到取消节点62。
基于模型公式表示(model formulation)，网络求解器组件能够将至少一个准则应用于乘客转接网络39以确定是起飞、延迟还是取消航班，及假定航班决定的情况下，如何通过乘客转接网络39安排乘客的路线。网络求解器组件通过部分基于准则的集合为每一个航段选择节点来确定是起飞、延迟还是取消航班。准则的集合形成标准，网络求解器借助它确定是起飞、延迟还是取消航班，并形成用于乘客转接网络39的目标分析的基础。准则的集合能够是用于航空公司网络流分析的任何准则，包括但不限于，飞机燃料代价、航空公司总燃料代价、每个航班起飞延迟持续时间的平均、网络中全部航班的最大航班起飞延迟、每个航班的收益、总航班收益、航班取消的总数、预定乘客的集合的总航班中断等。网络求解器组件能够实现准则的集合中的一个或多个，其中目标用来使准则的集合中的一个或多个最大或最小。
网络求解器组件基于乘客转接网络39中弧的流分析确定如何通过乘客转接网络39安排乘客的路线。乘客流问题的目标是要确定与延迟和取消操作及乘客错过转接关联的适当的折衷代价。在AOCC，乘客转接网络39的分析的处理结果能够与其他操作恢复模型及与诸如能够与尾式交换契约(tail swap)、渡运等有关的其他目标集成。
网络求解器组件通过将代价(即权重或惩罚)与对应于节点和弧的决策变量相关联来将准则实施在乘客转接网络上。相对于节点，在一个实施方式中，网络求解器组件将代价与航班延迟和取消节点(并且不是与预定时间相关联的航班节点)相关联。在一个实施方式中，网络求解器组件能够将代价关联于延迟和取消节点，包括但不限于，根据延迟的严重性是非递减的代价。预期可以实现如应用于节点的其他代价函数。
网络求解器组件能够与弧相关联的代价的类型包括但不限于，断开乘客路线代价和附加的延迟代价。网络求解器组件将断开乘客路线代价分配给相关于(incident to)中断节点54的任何弧，其示出乘客不能为其分配路线。断开乘客路线代价惩罚导致乘客错过转接的解决方案。为了使乘客转接网络39的流守恒，到节点的任何非零值流输入也必须流出。因此，为了避免双重计算，网络求解器组件在从错过合格的出港转接的进港航班节点进入中断节点54的弧上强加惩罚。惩罚同样引入到从最终取消节点到汇节点61的弧中，因为确信乘客由于取消而被中断。
网络求解器组件能够将附加的延迟代价分配给导致比预定转接时间更长的转接时间的航班节点之间的弧。即，如通过将预定进港航班节点46转接到预定出港航班节点56的弧表示的预定转接时间是在进港航班42的到达与出港航班44的起飞之间的预定持续时间。将进港航班节点46、48、50转接到出港航班节点56、58、60的弧49包括在进港航班节点的到达与出港航班节点的起飞之间的持续时间。对于招致比预定持续时间更长的持续时间的转接弧，网络求解器组件能够分配惩罚，其是转接时间的持续时间的函数。在一个实施方式中，网络求解器组件仅将附加的延迟代价应用于遵循与原始路线路径上相同的机场对的路线。
取决于实施方式，网络求解器组件能够实施其他代价。例如，处理器能够将代价分配给进入不希望的航班节点的弧，以惩罚对于航空公司操作有不利影响的解决方案。在这个示例中，代价能够应用于错过转接的乘客，其将会被重新安排在其中飞机没有明确存在于实现的操作模型中的航班。在另一个非限制性示例中，网络求解器组件能够在影响本地乘客(即具有单一路线的乘客)的延迟上实施代价。以此方式，处理器平衡由本地与转接乘客引起的总代价。
为了针对如由代价函数实施的一个或多个准则求解乘客转接网络39，网络求解器组件将乘客路线叠加到单一时间-空间网络中以求解多商品网络流模型，其中，原始路线对应于商品。网络求解器组件能够通过将新的变量和约束附加到乘客转接网络39来附加操作模型。
网络求解器组件能够将上面阐述的准则应用于乘客转接网络，并求解多商品网络流问题。在多商品网络流问题的一个非限制性公式表示中，配置网络求解器组件，使得问题的目标是要使由延迟、取消和乘客中断招致的代价最小。在另一个非限制性示例中，问题的目标是要使收益最大。网络求解器组件能够采用任何适合的优化框架，包括但不限于混合整数线性规划(MILP)，求解一个或多个目标。
现在参考图6，示例航班时刻表能够提供乘客转接网络的简单示例。航班时刻表包括五个航班，第一航班80到达第一机场86(由下方水平轴指示)。第一航班80上的乘客在第一机场处转接到三个出港航班82、84、90中的一个，每一个预定不同起飞时间(如由航班82、84、90与下方水平轴的交叉所指示的)。转接在前两个出港航班82、84的乘客到达其目的地，而没有附加的转接。安排在第三出港航班90上的乘客采用在第二机场88的第五航班92转接(由上方水平轴指示)。另外，从第一机场86出发的乘客在第二机场88从航班90转接到第五航班92。
示例包括用于如表1中的34个乘客的五条唯一的路线。第一列指示共享路线的乘客数量。第二列按照乘客的预定航班列出了路线。注意，列表将第一航班80称为“1”，第一出港航班82称为“2”，第二出港航班84称为“3”。第三出港航班90称为“4”，并且来自第二机场88的出港航班92称为“5”。
表1
乘客数量 路线
9 (1，2)
13 (1，3)
6 (1，4)
2 (1，4，5)
4 (4，5)
航班中断组件或建模组件通过添加如上所述的源节点、航班节点、汇节点、转接弧等，依据图5中所示的航班网络和表1中所示的乘客路线数据构造乘客转接网络。作为示例的部分，航班中断组件或建模组件包括中断事件，并因而为航班添加延迟选项。图7中图示用于根据图6的航班网络的延迟选项。航班包括预定选项(其中，航班元素由附加的“A”指示)和延迟选项(其中，航班元素由附加的“B”指示)。所以，航班中断组件或建模组件允许进港航班80在如80A中的其预定时间到达或者在重新安排的延迟时间80B到达。考虑到第一出港航班82上预定的9个乘客，注意如果网络求解器组件选择用于第一进港航班80B的延迟并保持用于第一出港航班82A的原始预定起飞，该9个乘客将经受错过转接。如上所述，航班中断组件或建模组件通过将中断节点添加到乘客转接网络中来追踪错过转接。
图8图示用于图6和7中呈现的示例航班网络的乘客转接网络的扩充。为甚至简单的航班网络选择延迟和取消的集合以减轻乘客中断升级为复杂的过程，甚至当处理器允许用于网络中航班的单一延迟时。航班中断组件或建模组件包括源节点用来表示乘客如由表1中所示路线所述的他们的起点。航班中断组件或建模组件建模航班(航班1-航班5)以包括单一延迟时间、预定时间的节点和取消节点。在航班之间的连转接接包括转接弧和中间中断节点，以追踪具有中断的路线的乘客。航班中断组件或建模组件包括汇节点用来表示乘客如由表1中所示路线所述的他们的目的地。最后，航班中断组件或建模组件将汇节点转接到超级汇节点bt以考虑乘客转接网络中的34个乘客。如上所述，网络求解器组件求解与乘客转接网络关联的网络流问题，以通过实施减轻跨网络中乘客中断的延迟和取消来重新安排航班。现在参考图9，图示了根据本发明实施例描绘重新安排由中断所影响的航班的方法200的流程图。如由处理器实现的方法包括第一步骤210，由此处理器获得与用于预定在航班网络中航班上的乘客的集合的预定起点和预定目的地有关的数据。在第二步骤212中的处理器生成用于乘客的集合的子集的在预定起点与预定目的地之间的转接的乘客转接网络。转接包括至少一个转接航班，其不直接在预定起点与预定目的地之间。最初，转接航班具有第一预计起飞时间。在步骤214处的处理器创建转接航班的至少一个中间备选方案，其中中间备选方案具有第二预计起飞时间，其晚于第一预计起飞时间。在步骤216处，处理器将转接添加到在用于乘客的集合的子集的预定起点与预定目的地之间的乘客转接网络。在步骤218处，处理器将至少一个准则应用于具有添加转接的乘客转接网络。在步骤220处，处理器随后求解网络流问题以重新安排转接航班的子集，以具有延迟预计起飞时间，其改进了通过航班网络的乘客流。处理器能够输出与不限于延迟航班的集合222连同修改的预计起飞时间、航班取消的集合224和具有错过转接的乘客集合226相关的数据。
上述实施例的技术效果包括输出以乘客为中心的运行恢复解决方案，其使得起因于转接错失的乘客不便、在特定站点的进港延迟和耽搁的乘客最少。通过确定改进的航班延迟或起飞时间，方法和***的实施例使用预先存在的预定航班为中断的乘客提供了重新安排选项，无需重新确定乘客路线。提出的方法和***经得起航空公司的检验，其做出以乘客度量为中心的运行决定。运行恢复环境内的乘客建模是运算难题，通过实验性模拟显示了***和方法的上述实施例，以有效的方式提供对于复杂问题的解决方案，因而提供了商业优势。也就是说，通过为运行恢复提供有效且更佳的总体解决方案，上述***和方法的实施例最终降低了航空公司在中断事件过程中的财务代价。以上呈现的模型和约束主要集中在乘客转接性，忽略了限定运行决定的许多其他约束。上述***和方法易于附加到现有模型和结构以更好地增强运行恢复求解器***。
在还没有描述的方面来说，各种实施例的不同特征和结构能够按照期望彼此结合使用。那一个特征不能在全部实施例中图示并非意味着解释为它不能够，而是为了描述的简要而进行。因而，不同实施例的各种特征能够按照期望混合并匹配以形成新的实施例，不管是否明确描述新的实施例。本公开覆盖本文所述特征的所有组合或排列。
本书面描述使用包括最佳模式的示例来公开本发明，并且使本领域的技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或***，以及执行任何合并方法。本发明的可取得专利范围由权利要求书来定义，并且可包括本领域的技术人员想到的其他示例。如果这类其他示例具有与权利要求的文字语言完全相同的结构单元，或者如果它们包括具有与权利要求的文字语言的非实质差异的等效结构单元，则预计它们处于权利要求的范围之内。
部件列表：
10-航空公司操作中心
11-计算装置
12、14、16-机场
13、15、17-飞机
18-计算机网络
20-预定进港航班
22-延迟进港航班
24-预定出港航班
26-持续时间延迟
28-错过转接的持续时间
30-初始航段
32、34、36、38-航段
39-乘客转接网络
40-源节点
42-航班
44-航班
46、48、50-进港航班节点
47-转接弧
49-转接弧
51-转接弧
52-航班取消节点
53-转接弧
54-中断节点
56、58、60-出港航班节点
62-航班取消节点
64-汇节点
80-第一航班
82、84、90-转接航班
86、88-机场
92-航班
100-航空公司操作控制***
110-控制器
113-航班中断组件
115-建模组件
117-网络分解组件
118-乘客转接组件
119-重新安排组件
120-延迟航班数据
121-网络求解组件
122-航班取消数据
124-乘客数据
200-重新安排方法
210-获得数据的步骤
212-生成转接网络的步骤
214-创建转接航班的副本的步骤
216-添加转接的步骤
218-应用准则的步骤
220-重新安排航班的子集的步骤
222-确定延迟航班的步骤
224-确定取消航班的步骤
226-识别在错过转接的情况下的乘客的步骤

Claims (10)

1.一种重新安排航班的方法，包括：
获得与用于乘客集合的从预定起点到预定目的地的航班有关的路线数据；
基于所述数据生成用于所述乘客集合的子集的乘客转接网络，其包含具有第一预计起飞时间的至少一个中间转接航班；
在所述乘客转接网络中创建具有第二预计起飞时间的至少一个备选中间转接航班，所述第二预计起飞时间在所述第一预计起飞时间之后；
将转接的集合添加到在用于所述乘客集合的所述子集的所述预定起点与所述预定目的地之间的所述乘客转接网络，其中，添加的转接的集合包含所述至少一个备选中间转接航班；
将至少一个准则应用于具有所述添加的转接的所述乘客转接网络；以及
基于所述至少一个准则，将所述乘客集合的所述子集重新安排到以所述第二预计起飞时间的所述至少一个备选中间转接航班。
2.如权利要求1所述的方法，其中，至少一个备选中间转接航班是取消的转接航班。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述乘客转接网络包含至少一个中断节点，所述中断节点追踪延迟或取消航班的乘客。
4.如权利要求3所述的方法，其中，至少一个准则包含用于到所述至少一个中断节点的每一个转接的代价。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述代价包含比用于所述乘客集合的子集的预定转接时间更长的转接时间。
6.如权利要求1所述的方法，其中，将所述乘客转接网络建模到改进的最小代价多商品网络中。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述至少一个准则包含所述改进的最小代价多商品网络的收益。
8.如权利要求1所述的方法，其中，至少一个准则包含用于所述至少一个备选中间转接航班中每一个转接的代价。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述代价是所述第二起飞时间相对于所述第一起飞时间的所述延迟的严重性的非减函数。
10.如权利要求1所述的方法，进一步包含如下步骤：确定延迟的航班集合连同修改的预计起飞时间；确定航班取消的集合；以及识别在错过转接情况下的乘客的一个或多个子集。
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