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研究生:陳立欣
研究生(外文):Li-Hsin Chen
論文名稱:考慮公平性之後艙組員派遣模式---以座艙長為例
論文名稱(外文):A Heuristic Approach of Equitable Crew Rostering in Airline Operation
指導教授:韓復華韓復華引用關係
指導教授(外文):Anthony F. W. Han
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:運輸科技與管理學系
學門:運輸服務學門
學類:運輸管理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
中文關鍵詞:組員派遣後艙組員航空公司公平性
外文關鍵詞:Crew RosteringCabin CrewAirlineEquitibility
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航空公司組員排班問題可分為「勤務組合產生」和「組員派遣」兩個階段,前者以最小成本及效率性為考量,後者則應該以組員的滿意度為考量。而兩者皆必須滿足航空公司所規劃之班表與機隊,並遵守民航法規以及工會所訂定之各種限制。然而過去相關文獻多是探討組員派遣成本的最小化,甚少以公平性之觀點來探討之。在公平性越來越受重視的趨勢下,如何讓組員的工作量能均等,進而提高組員的滿意度與士氣,亦是一項重要之課題。本研究之特點是從後艙組員的觀點出發,來建構一公平性成本函數,並以最小公平性成本為目標,產生組員公平之班表。
由於後艙組員派遣問題實屬於一複雜之數學規劃問題,因此實務上皆是利用啟發式解法來增加求解的效率。本研究將後艙組員派遣問題列式為一集合分割模式,並建構啟發式解法,分為三個階段來求解此問題。第一階段為長勤務指派,將飛行天數大於(或等於) 3天的勤務組合,在滿足各種限制以及最小公平性成本的目標下,全數指派給後艙組員;第二階段為2日短勤務指派,將所有飛行天數為2天的勤務組合,同樣在法規限制與最小公平性成本的目標下指派給組員。第三階段為1日短勤務指派,由於此階段問題變數過大,故依照本研究特別提出之解法,將飛行天數為1天的勤務組合全數指派給組員。相關求解演算方法,皆使用C語言撰寫程式,並以CPLEX 7.0數學規劃軟體為求解工具。
本研究並以國內C航空公司座艙長之原始班表資料作實例驗證,該問題原始變數高達1022,而本研究所提出的分階段啟發式解法,除了可以大規模的降低問題變數的規模外,其結果與C航空公司相較之下,總公平性成本有25 %的改進比率。而且在組員的個別飛航時間上,亦未超過C航實際指派的最大值78小時,因此在實務上並不會增加航空公司在飛行加給成本上的負擔。本研究提出之公平性派遣模式,不僅能產生出合法可行之公平性班表,進而增進組員的滿意度,也極適合作為航空公司在實際組員派遣上之參考。
Generally, the airline crew scheduling problem can be separated into two sub-problems of lower difficulty. One is “crew pairing problem” and the other is “crew rostering problem”. For the crew pairing problem, the object is to minimize the cost and construct an efficient set of pairings; for the crew rostering problem, it must consider the satisfaction of crew members. Both of them have to obey the flight schedules、flight regulations、operation restrictions and union rules. Nowadays, some airlines put more emphasis on equitability. So in order to increase the satisfactions of the crews, it’s an important issue to assign even workload to crew members. The feature of this research is that we generate the cabin crews’ schedules for the purpose of equitable rostering.
The cabin crew rostering problem is a complicated MP problem. This research formulates it as a set partition problem and constructs a heuristic method to solve the problem in three phases. The first phase is long-haul pairing allocation. In this phase, we assign all pairings each with flight-day greater than two. The second is 2-day short-haul pairing allocation. In this phase, we assign the pairings each with flight-day equal to two. The third is 1-day short-haul pairing allocation. In this phase, we present a unique heuristic method to assign the pairings each with flight-day equal to one (including stand-by duties). In each phase, the objective is to minimize equitable crew rostering cost under all the restrictions and laws. The heuristic program is written in C language, and the CPLEX 7.0 is used as the MP solver.
With a case study of 169 pursers and 1274 pairings of a Taiwan’s major airline, the results show that the total equitable cost decreases 25% comparing to the original equitable cost of the airline. The Block Hour in our roster is less than the airline’s maximal BH, so it won’t increase the airline’s real cost. It also proves that the new methods we propose can not only decrease the complexity and variables of the problem, but also construct new equitable and good quality rosters.
中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
致謝 Ⅲ
目 錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VII
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究內容與範圍 5
1.3 研究流程與架構 6
第二章 文獻回顧 8
2.1 空服員排班問題演算法之探討 8
2.1.1最佳解解法 9
2.1.2啟發式解法 10
2.2 後艙組員排班規則說明-以C航現況為例 13
第三章 公平性成本模式之構建 19
3.1 公平性排班之重要性 19
3.2 公平性指標屬性之選擇 20
3.3 公平性成本函數之構建 22
3.4 公平性指標權重之問卷調查 25
第四章 公平性排班模式與啟發式解法之構建 27
4.1 一般化公平性排班模式 27
4.2 啟發式解法之構建 30
4.2.1 長勤務組合指派模式 31
4.2.2 短勤務2日指派模式 35
4.2.3 短勤務1日指派模式 38
第五章 實例驗證與結果分析 42
5.1 實際C航資料說明 42
5.2 分階段啟發式求解流程 44
5.2.1 長勤務組合指派模式求解 44
5.2.2 短勤務2日指派模式求解 46
5.2.3 短勤務1日指派模式求解 48
5.3 啟發解與C航結果之比較 50
5.4 求解模式之再驗證 53
5.4.1 公平性屬性權重值之分析 53
5.4.2 不同切割法穩定性之驗證 54
第六章 結論與建議 56
6.1 結論 56
6.2 建議 58
參考文獻 59
附錄一:限制式矩陣範例 62
附錄二:權重調查問卷 63
附錄三:座艙長對於公平性排班之建議 64
附錄四:CPLEX 7.0求解範例 66
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