飛航時空網路與參數設定

3.1.1 基本時空網路圖與定義求解範圍

由於時空網路較合於實際飛航時刻表的形式，不但更新資料容易，且易於增 加考量其他相關因素；因此，我們可以將此一問題化成時空網路模式來進行研究。

圖3-1 為基本時空網路圖，茲將網路中各元素所代表之意義說明如下：

圖3-1 基本時空網路圖

1. 橫軸：代表時間軸，表示本研究所考量之時間內的所有航班。

2. 縱軸：代表各航空站(城市)，本研究將所考量之航空站依序編號。

3. 起點(origin)：為一個虛擬點，代表營運時間開始(START)。虛擬起點之時 間需設定早於機場關閉時點。

4. 終點(destination)：為一個虛擬點，代表營運時間結束(END)。虛擬迄點之 時間需設定晚於班次穩定時點。

5. 航班方案節點(node)：在本研究當中，節點除了代表航班之外，另須參酌 排程策略，衍伸出許多不同的可能執行方案，此一部分的修正，詳細說 明於3.1.2 小節中。

6. 節線(arc)：主要用以連接班次節點，有節線代表可行。在本研究當中，另 須因應節點的修正，而產生適當的節線來相連，此一部分的修正，詳細 說明於3.1.2 小節中。

7. 任務路徑(duty path)：由可用連續節線所組合而成，其表示某飛機於一段 時間內所執行的航班集合。

在基本時空網路圖中，隨著時間不斷向前推移，已經執行完的班次會自動從 班次網路中刪除，時空網路之規模亦愈小；不過，當該擾動被啟動的時間愈早時，

則路網的規模愈大。因此，為了達到即時回應擾動的排程方法需求，不可能對整 個時空網路進行求解，我們另需定義擾動開始線(機場關閉時點)、擾動結束線(機 場開放時點)與班次穩定線等三時點參數，該參數值可由調度者自行輸入。此三條 線主要是界定出班次表中需要納入考量之路網範圍，使得求解時的路網規模縮 小，並且能夠涵蓋所有可能被調度之班次，如圖3-2 所示，虛線框的範圍即是所需 要調度的路網範圍。茲將各時點之設定所代表之意義說明如下：

圖3-2 時空網路求解範圍示意圖

1. 擾動開始線：擾動開始線為機場關閉的時間點，即為航空公司班表開始 調整的時間。若航班調度者需要一小段時間來進行調整，則更可以設定 該線時間為機場關閉時間點再加上此調整時間，為擾動開始線的時間。

2. 擾動結束線；當開始線之參數值確定後，對各航班方案而言，擾動開始 線至終點之各航班皆可被視為調度路網之範疇；然而，為讓系統能夠於 短時間內提供調度方案，我們必須對於路網之結束點的時間有所限制，

以免調度路網過大，而花費太多運算時間。因此，本研究定義出擾動結 束線，其功能在界定機場預期重新開放的時間，也就是擾動結束線之後 的班次，又可接受適當的排程方案來進行。

3. 穩定線：穩定線之主要功能，在於表示該線之後的所有班次，皆可按照 原先所預定之航班時間來進行。穩定線的計算是以擾動結束線之時間，

加上最大容忍回復時間，而最大容忍時間值亦是由調度者輸入之參數之 一。

3.1.2 節點與節線之修正

本小節當中，將針對本研究因應機場關閉所提出的排程方案，對於時空網路 圖中的節點與節線作部份修正，分別說明如下：

1. 節點：每個班次皆有開始時間(ST)、結束時間(ET)與目的地(DEST)等屬

原出發 延遲出發時間分別為8:10、8:40、9:10)與取消航班(8:00)等方案。

圖3-3 航班節點修正示意圖

修正後的飛航時空網路圖。

圖3-4 修正後飛航時空網路圖

2. 節線：主要用以連接兩可相接的節點。連接條件說明如下：

(1). 虛擬起點至各航班任務點均可相連。

(2). 各航班任務點均可與虛擬迄點相連。

(3). 各航班方案點 i、j 而言，若航班方案 i 之預期到達時間 ETi+整備時 間≦接續航班方案j 之出發時間 ST，且班次j i 的目的地與班次 j 的出 發地相同，則該飛機執行i 班次後可接著執行 j 班次；即兩方案點可 以連接節線。