基于关键路径算法实现保障节点动态调整的方法与流程

1.本发明涉及一种基于关键路径算法实现保障节点动态调整的方法，属于民航机场保障领域。


背景技术：

2.机场保障服务是指航班在机场过站期间为保障后续的飞行任务能够正常进行而提供的加油、加水、配餐、清洁、装卸行李、货邮等一系列地面服务，可由不同类型的地勤保障单位来提供。航班地面保障作业要经历一个复杂的过程，其基本服务包括着陆、登机、装卸行李、加油、餐饮、清洁、加水和清洁过程，需要各服务部门协调合作来完成。
3.目前业务的地面服务保障系统，主要根据机场、航司、基地航司以及航班时刻对保障节点的关键时刻(开始、结束)进行预排及调整，在航班到达延误或前序任务延误，只能根据以上关键因素及规则进行保障节点重新计算或者在任务发生延误时进行预警催办。
4.以上情况发生时，目前系统处理方式只是根据航班的到达时间和起飞时间简单的对保障任务时间进行偏移处理，调整后的任务是否合理，能否按时完成没有根据实际情况考虑，对航班放行是否会造成延误没有直观的呈现方式，以及如何分析出关键任务，进行最小代价的调整来保障航班正常放行缺少好的办法。


技术实现要素：

5.为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，构建保障流程模型，梳理节点间的串并联关系，以流程图形式展现保障节点间得关系，并基于关键路径算法分析出当前影响航班正常放行的关键路径及节点，根据分析结果进行流程优化，以最小代价缩短整个保障流程时间，达到正常放行的目标。本发明提供一种基于关键路径算法实现保障节点动态调整的方法，本发明的技术方案是：基于关键路径算法实现保障节点动态调整的方法，包括以下步骤：
6.s1、建立数据模型，用来配置以及维护节点间的关联关系；
7.s2、基于历史数据推算维护保障节点的可压缩或提前空间，为后续节点时间调整提供数据支撑；
8.s3、建立拓扑排序，利用关键路径算法得出最短路径，即关键路径；
9.s4、基于关键路径给出调整建议。
10.所述的数据模型的具体建立步骤为：
11.1-1、建立数据关系配置表，配置保障节点前置依赖关系；
12.1-2、根据创建的保障节点任务，结合节点前置依赖关系，将保障环节计划结束时间与前置环节结束间隔时间作为节点的弧长，保障节点任务的前置任务数量作为入度，保障节点本身作为节点。
13.所述的步骤s2具体为：
14.2-1、基于历史数据，按机型、航司和机位分类，统计历史航班数据任务的开始时间
和结束时间，计算保障时长均值t1，与配置的保障节点的保障标准中的保障时长t2进行比对，使用t2-t1计算得到保障节点的可压缩时间。
15.所述的步骤s3具体为：
16.(1)建立一个aoe网，基于aoe的定义，节点任务存在一个开始，和一个结束，保障节点都存在这个aoe网中；
17.(2)对aoe网中的顶点进行拓扑排序，如果得到的拓扑序列顶点个数小于网中顶点数，则说明网中有环存在，不能求关键路径，终止算法；否则，从源点v0开始，求出各个顶点的最早发生时间ve(i)。
18.(3)从汇点vn出发，vl(n-1)＝ve(n-1)，按照逆拓扑序列求其他顶点的最晚发生时间vl(i)；
19.(3)通过各顶点的最早发生时间ve(i)和最晚发生时间vl(i)，求出每个活动ai的最早开始时间e(i)和最晚开始时间l(i)；
20.(4)找出所有满足条件e(i)＝l(i)的活动ai，ai即是关键活动。
21.所述的步骤s4具体为：
22.根据关键路径得出最早保障完成时间，与计划保障完成时间对比是否延误，如果延误，根据配置的节点压缩节点时长以及提前开始时间进行流程的调整。
23.本发明的优点是：
24.本发明通过流程图的形式，动态、直观的展示保障节点间的关系及关键时刻。
25.(1)管理人员可以通过查看流程图了解航班整体运行状态，安排布置工作，指挥航班保障流程的运行。航班保障流程正常运行时，管理人员依照流程图安排工作。当航班出现异常状况，管理人员可以及时调整工作安排，比如由于天气因素，某航班没有按照飞行计划在前站起飞，本机场无法确定起飞时间，航班到达本场相关保障工作的开始时间势必会向后延迟。为此，管理人员一方面需要持续关注此航班保障运行状态，在飞机前站起飞后安排本场准备工作；另一方面也可以及时调整本场工作准备，计划开展其他航班到达本场的工作。这样不但可以缩短异常情况下各保障部门之间的交接时间，还可以有效提高机场工作人员工作效率。
26.(2)供管理人员处理计划变更。在航班飞行计划改变(延误或提前)状况下，根据航班实际运行情况改变节点时间，从而使航班保障流程图依据实际情况进行显示。比如，由于天气、空中交通管制、航空器故障等因素引起航班延误，飞机起飞时间向后推迟，导致安检、登机等一系列工作也向后推迟。管理人员可以在流程定义与展示模块中改变起飞时间，显示航班实际运行情况，使相关部门按照新的航班保障流程调整工作状态，以迅速适应航班异常情况。
27.(3)系统根据历史数据，分析各个节点可压缩时间，根据得出的关键环节路径给出时间调整建议，前序节点时间调整后，后续串行节点时刻相应变更，最终得到最新的保障完成时间，与计划保障完成时间对比。
附图说明
28.图1是本发明的流程示意图。
29.图2是图1中aoe网数据结构图。
具体实施方式
30.下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
31.参见图1和图2，本发明涉及一种基于关键路径算法实现保障节点动态调整的方法，包括以下步骤：
32.s1、建立数据模型，用来配置以及维护节点间的关联关系；
33.s2、基于历史数据推算维护保障节点的可压缩或提前空间，为后续节点时间调整提供数据支撑；
34.s3、建立拓扑排序，利用关键路径算法得出最短路径，即关键路径；
35.s4、基于关键路径给出调整建议。
36.所述的步骤s1中的数据模型的具体建立步骤为：1-1、建立数据关系配置表，配置保障节点前置依赖关系；1-2、根据创建的保障节点任务，结合节点前置依赖关系，将保障环节计划结束时间与前置环节结束间隔时间作为节点的弧长，保障节点任务的前置任务数量作为入度，保障节点本身作为节点。
37.所述的步骤s2具体为：基于历史数据，按机型、航司和机位分类，统计历史航班数据任务的开始时间和结束时间，计算保障时长均值t1，与配置的保障节点的保障标准中的保障时长t2进行比对，使用t2-t1计算得到保障节点的可压缩时间。
38.所述的步骤s3具体为：
39.(1)建立一个aoe网，基于aoe的定义，节点任务存在一个开始，和一个结束，保障节点都存在这个aoe网中；
40.(2)对aoe网中的顶点进行拓扑排序，如果得到的拓扑序列顶点个数小于网中顶点数，则说明网中有环存在，不能求关键路径，终止算法；否则，从源点v0开始，求出各个顶点的最早发生时间ve(i)。
41.(3)从汇点vn出发，vl(n-1)＝ve(n-1)，按照逆拓扑序列求其他顶点的最晚发生时间vl(i)；
42.(3)通过各顶点的最早发生时间ve(i)和最晚发生时间vl(i)，求出每个活动ai的最早开始时间e(i)和最晚开始时间l(i)；
43.(4)找出所有满足条件e(i)＝l(i)的活动ai，ai即是关键活动。
44.所述的步骤s4具体为：
45.根据关键路径得出最早保障完成时间，与计划保障完成时间对比是否延误，如果延误，根据配置的节点压缩节点时长以及提前开始时间进行流程的调整。
46.本技术通过基础数据服务模块提供机场资源、航空数据、地面保障、规则配置等基础数据服务，为业务系统提出数据支持；通过权限服务模块提供人员、部门、角色等数据维护，提供用户登陆、授权功能；航班管理服务模块为地面保障服务提供航班数据支持以及航班数据的存储和管理，包括航班创建、机位分配、状态发布等；通过地面保障服务模块提供机场地面服务保障服务，包括保障任务的创建、任务计划计算、任务派工、上报等。
47.本发明通过基础数据服务模块配置节点基础数据、节点前置关系，地面保障服务
模块从航班管理服务中获取航班相关信息，并根据航班属性创建任务节点，计算任务节点的计划时间。任务节点计算完成后，地面保障服务模块将节点数据按照aoe数据结构封装，使用关键路径算法计算出关键节点，并根据节点时间推算出保障完成时间和航班计划放行时间对比，如果推算的时间晚于计划放行时间，则根据节点的可压缩时间，对节点进行压缩建议。前端基于后台封装完成的节点数据以流程图的形式进行展示，如果有压缩建议将压缩建议提醒给用户。用户可以采纳压缩建议或者根据节点流程图进行保障流程的调整。
48.以航班到达延误15分钟为例，系统通过关键路径算法计算出客舱清洁、摆渡车下客为关键节点，为保障航班正常放行，推荐客舱清洁保障时间压缩5分钟，增加2名保障人员，同时将航班安排到廊桥机位，旅客通过廊桥下机，省去摆渡车调度时间，从而保障后续环节正常进行以及航班能按时放行。
49.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。