[发明专利]一种枢纽机场值机资源配置优化方法及系统

权利要求书

1.一种枢纽机场值机资源配置优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、分析机场离港旅客的值机到达分布，给出旅客到达的分布函数；

步骤二、根据旅客到达情况对值机员工需求预测进行分析，预测出各时段需要的员工数量；利用排队论建立值机员工需求数量的预测模型，该模型的目标函数为值机柜台的管理费用和旅客排队等待的费用之和，决策变量为值机人员的数量，建立如下值机人员需求数量预测模型：

f(x)＝k₁x+k₂W_q

式中：k₁为每个值机柜台单位时间的运营费用；k₂为每个旅客值机时单位时间的费用；x为当前上班的值机员工数量，取值为整数，且x≤S∩x≤M，S为机场值机员工可某时刻上班的最大数量，M为机场值机柜台可开放的最大数量；W_q为旅客平均等待时间；

模型参数设置为旅客平均到达率为λ，每个值机柜台的平均服务率为μ，旅客值机排队的平均队长为L_s，平均排队长为L_q，服务强度为ρ，系统处于稳态；

采用边际分析法对模型求解，得到不同时段旅客到达条件下所需要的值机员工数量其中，x'应满足公式：

式中：x'为员工最优需求数量，由于W_q的值取决于x，看作是x的函数；

步骤三、根据员工数量，建立值机员工的排班优化模型并求解，得出优化的排班方案，以员工人数最少、员工工作均衡以及高峰时段旅客延误最小为优化目标建立动态排班模型，目标函数如下：

式中：x_p,q表示第p天第q个时间段值机员工上班的人数；为员工n在第p天的工作时间；为员工平均工作时间；k、r为影响因子；w_p,m表示第p天第m个高峰时间段旅客值机等待时间；表示旅客值机平均等待时间；

以机场旅客值机等候时间、员工数量、单次工作时间、休息时间及次数限定定义多种排班规则，归纳出排班的软、硬约束条件；

参数含义如下：

J：一个排班周期工作日的集合；n：员工编号；N：员工总数；l：班次类型，l＝{1(早班)，2(中班)，3(晚班)，4(夜班)}；x_njl：x_njl＝1，则员工n在第j天值l类班，反之x_njl＝0；D_nj：员工每个工作日结束工作的时间；S_t：在某一时段t内，需要值机员工数量的最小值；s’：实际在岗员工数；D：计划排班人数与实际需求之间所允许的最大差值；w_s：机场设定的旅客等待时间上限；

硬性约束条件为：

每个员工一个工作日最多值一种班次

每个时段在岗人数大于需求人数，需要满足一定范围

S_t≤s'≤S_t+D；

每个员工上完夜班后不能上白班

旅客等待时间不能超过规定的上限

w≤w_s；

根据每个软约束条件相应的权重，给出对应的惩罚值计算公式，对不易满足的条件考虑将其转化为目标函数求解；

式中：W_i表示每个软约束条件的权重；f_n,i表示惩罚函数，排班方案的质量与目标函数值成反比，即目标函数值越低，则排班方案的质量越高。

2.一种采用权利要求1所述枢纽机场值机资源配置优化方法的系统。