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第二章 文獻回顧
本章將針對因應意外事件發生之排程相關文獻，分別進行探討與回顧。首先 探討目前實務上航空公司的因應策略，以及其考量的最佳化目標式；繼而回顧相 關的文獻及其使用方法，最後整理與提出本章節之結語。
2.1 航空業者因應排程程序
實務上而言，航空公司為了因應機場暫時性關閉之意外事件發生，各自會有 一套的規劃流程；不過就本質而言，均是大同小異的[7]。首先，各航空公司之聯 管中心彙整資料，包含了原先的排班表、意外事件資訊及可支配的相關資源；再 根據這些資料選擇因應的策略，擬定出一份飛航排程表，然後與各部門去協調排 程。若排程不可行，則再由聯管中心進行重新擬定排程，直到滿意為止。如圖2-1 所示。
圖2-1 實務上因應意外事件排程之流程[7]
因應策略部分，Teodorovic[11]則提出航空業者通常所採取的因應策略為：(1) 排程方案，將其轉換為最小成本循環網路流動問題(Minimum Cost Circulation Network Flow Problem)，然後採用 Out-of-Kilter 修正之演算法求解，選擇一較佳的 方案。然而，此方法僅作範例測試，並未做實例應用，致使無法評估其實用可行 性；同時，該方法求解之可行解區域相當狹隘，甚至可能為不可行方案。
Teodorovic and Guberinic(1984) [12]以總乘客延遲最小為目標，構建一系統性 的調整排程模式，並以分枝定限法(Branch and Bound Method)求得在飛機短缺下的 因應策略。此模式之求解方法雖可求解出最佳解，但其模式為一非線性整數規劃 問題，當路網結構單純時則可以順利求得最佳解，一旦面臨複雜的路網結構或大 型問題時，則求解甚為困難；相對地，則會因求解耗費時間過長，更無法達到即 時性排程之實用價值。
Teodorovic(1985) [10]以飛機陸地停等時間最小為優先目標，探討因氣候因素 導致機場關閉之機率問題，此問題以動態規劃法(Dynamic Programming Method)先 求得在滿足最小飛機停等時間下之最少飛機數量，繼而求得滿足最小期望停等乘 客數之班表。特別的是，該模式定義出一乘客因擾動受延誤影響之指標，可評估 該飛航班表之受延誤影響指標值是否符合期望標準，進而求得更合適之規劃飛航 班表。
Teodorovic and Stojkovic(1990) [13]以取消班次最少為優先目標，發展以動態規
劃法為基礎發展之啟發式解法來求得在飛機短缺下的因應策略。該演算法求解方 法似最短路徑法，根據該目標值為基準作比較，若求得之數值較原先結果好時，
則更新之。同時，若此問題其求得解非唯一解時，則選擇較少之取消乘客數之飛 航策略。然而，此方法僅作範例測試，並未做實例應用，致使無法評估其實用可 行性。
劉得昌(1993) [19]提出調派及滑移航次的觀念，並以 Levin(1969)單一幾種排程 觀念，求得單一機種最小機隊數目下之排程，更利用動態規劃法求得各飛機巡航 路線，此方法是以局部搜尋的方式來求得局部最佳解。然而，局部搜尋法對於起 始解較為敏感，致使最後的結果可能較差，無法求得整個問題之最佳解，此為該 方法不足之處。
Jarah et al.(1993) [2]以損失最小為目標，提出兩個含額外限制之最小成本網路 流動模式(Multiple Network Flow Problem with Side Constraints)探討飛機不足時之 排程策略。其中一個是以對調或延遲航次的方式，另一個則以對調或取消航次的 方式。但是此研究於第一個模式仍僅局限於個別單一場站的分析，未能統合考慮 所有場站的排程，更無法評估對下游場站的影響程度；並且，其無法提供調整至 穩定點之時間長度。
Yan and Young(1996) [8]根據傳統之飛航即時排程流程圖，修正了飛航排程流 程圖；同時以時空網路圖為架構，提出以拉式鬆弛法(Lagrangian Relaxation Method ) 結合網路簡捷法(Network Simplex Method)的演算法來求得飛機故障短缺下的因應 策略，最後透過流量分解法(Flow Decomposition Method)得知各架飛機之航行路 線。然而，該方法在求解過程中，可能會因為參數值設定不恰當，導致問題無法 收斂之情況。
Yan and Yang(1996) [7]共提出四種策略模式，分別針對飛機故障短缺下，提出 因應求解方法。其中，使用網路簡捷法求解取消航班的策略一，與結合取消航班
遲與空渡。並且，分別透過拉式鬆弛法暨次梯度法與網路簡捷法求解，最後使用 流量分解法來得知各飛機的飛航路線。
Luo and Yu(1997) [5]則是針對機場地面作業延遲部分，改善班機延誤超過十五 分鐘之總架次數。該研究將問題構建成一整數問題，透過有效的不等式關係，減 少整數變數的個數，最後採用啟發式解法來得到一個良好的可行解。然而，該求 解方法無法得知問題求解的複雜度；此外，並針對於某特別形式之問題，設計出 一多項式時間演算法。
Yan and Tu(1997) [9]針對多機種、多停靠的航班類型，提出因應飛機暫時短缺 下的即時系統化排程策略。該研究將問題設計成多物品流量問題，透過拉式鬆弛 法暨次梯度法與網路簡捷法來求解，同時納入了空渡、延遲與調整多停靠飛機成 為直飛航線等策略。該問題設定擾動回復時間，期望能夠於最短時間內，回復到 正常之飛航排程中。
Stojkovic and Soumis(2002) [6]將飛機排程、維修狀態與人員排班的概念結合，
發展出一飛航排程模式，並且將問題轉化成一線性規劃模式，求得最佳解。惟獨 調度問題轉換成一集合分割的問題，同時發展一以變數產生法(Column Generation Method)為基礎的最佳化方法來產生可行之調度方案。
林家盛(2002)[17]主要為改進傳統客運業者的實務作法，考慮車輛數及其他資 源之限制，發展一客運車輛機動調度系統，當發現車輛無法在預定的時間回來執 行下一個任務時，即啟動機動調度模式，依照當時可用之車輛產生調度方案供調 度者參考。在調度模式中，將機動調度問題轉換成一集合分割的問題，並發展一
以變數產生法為基礎的演算法來產生可行的調度方案。最後進行各種班表情境的 模擬，以及實際案例的測試與修正。
2.3 小結
綜合上述，因應航空意外事件排程的文獻中，早期的研究多數以單一策略為 考量，發展出適當的演算方法，或是透過建構模擬模式，並且採用局部搜尋方法 來求解。此方法最大的缺點在於：(1)若初始解設定得不恰當時，或是求得的初步 解不適時，則會導致局部搜尋法無法求得最佳解；(2)僅採用單一策略為考量目標，
無法綜合分析採用多種策略下，求得排程上的最佳策略。後來，多數學者均以系 統最佳化的方式來解決即時排程的問題，並且能多重考量意外事件排程的策略。
除此之外，公車客運的即時性調度也曾被大家廣泛研究，期望能夠妥善處理因尖 峰時間造成班車延誤的狀況。求解方法上，則是包括了分枝定限法、動態規劃法、
拉式鬆弛法、變數產生法與啟發式解法進行求解。
透過文獻回顧可得知，於多機場之飛航擾動排程研究相關文獻中，國內外仍 鮮有所見。本研究將針對此類型之飛航擾動排程，提出一因應之飛航排程模式，
發展適當的求解演算方法，進而作更深入之探討。
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