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항공기 운항 승무원의 로스터링 문제에서 패턴 생성은 승무원의 효율적인 운항스케줄 생성에 가장 중요한 부분이다. 본 연구는 패턴 생성을 다음의 두 단계로 진행한다. 먼저, 단위운항구간의 특성을 고려하여 특정 단위운항구간에 대한 부분 집합 패턴을 생성한다. 그리고 생성된 패턴을 제외한 단위운항구간의 집합에 대해서 목적함수의 가중치와 비용함수를 적절히 적용한 집합 분할 모형을 사용하여 부분최적해 집합을 구하였다. 결과적으로, 항공 운항 승무원의 로스터링을 위한 성능이 우수한 실행 가능한 패턴을 생성하였다.

항공기 운항 승무원의 로스터링 문제에서 패턴 생성은 승무원의 효율적인 운항스케줄 생성에 가장 중요한 부분이다. 본 연구는 패턴 생성을 다음의 두 단계로 진행한다. 먼저, 단위운항구간의 특성을 고려하여 특정 단위운항구간에 대한 부분 집합 패턴을 생성한다. 그리고 생성된 패턴을 제외한 단위운항구간의 집합에 대해서 목적함수의 가중치와 비용함수를 적절히 적용한 집합 분할 모형을 사용하여 부분최적해 집합을 구하였다. 결과적으로, 항공 운항 승무원의 로스터링을 위한 성능이 우수한 실행 가능한 패턴을 생성하였다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 본 연구는 단위 운항구간의 특성을 고려하여 최적화 기법을 응용하여 단거리운항에서 효율적인 로스터링을 위한 패턴을 생성했다는데 의미가 있다. 기존의 연구들이 모든 가능한 패턴을 생성한 후 최적화 기법을 사용한데 비해, 본 연구에서는 단위운항 구간의 특성을 나타낸 패턴을 생성한 후, 나머지 부분집합 패턴을 가지고 최적화 기법을 적용하였다.
• 본 연구에서는 국내선 및 3시간 이내의 운항 시간을 갖는 국제선을 가지고 운항승무원 일정계획의 패턴 생성을 하였다. 운항승무원 일정계획에서 사용되는 용어는 다음과 같다.
• 본 연구에서는 운항승무원 계획의 패턴 생성 단계에 대한 연구를 통해 실행가능한 성능이 우수한해를 구하는 방법을 제시한다. 본 연구의 구성은 다음과 같다.
• 본 연구에서는 효율적인 패턴 생성을 위해 단위운항 구간의 특성을 분석했다. 각 도시를 아래 <Figure 2>와 같이 다중연결도시, 지방고립도시, 모기지 고립도시 3가지로 분류하였다.

가설 설정

• 2. 모든 패턴은 모기지에서 출발하여 모기지로 돌아온다.
• 3. 하루 동안 착륙회수는 총 5회를 넘지 않는다.
• 실험 1, 2, 3중 원하는 결과를 가지는 패턴과 고립도시 패턴을 통합하면 전체 패턴이 결정되어질 것이다.

제안 방법

• 각 도시를 아래 와 같이 다중연결도시, 지방고립도시, 모기지 고립도시 3가지로 분류하였다.
• 다중연결도시 패턴은 편승을 허용하지 않을 경우, SPP로는 문제의 해를 일정 시간 내에 구할 수 없는 경우가 다수 존재한다. 그러므로 목적함수에 편승을 최소화하기 위한 식을 추가하고 제약식을 이완한 SCP로 문제를 풀었다.
• 기존의 연구들이 모든 가능한 패턴을 생성한 후 최적화 기법을 사용한데 비해, 본 연구에서는 단위운항 구간의 특성을 나타낸 패턴을 생성한 후, 나머지 부분집합 패턴을 가지고 최적화 기법을 적용하였다. 그 결과 문제의 크기를 줄여 단시간에 실행 가능한 우수한 성능을 갖는 패턴을 생성했다.
• 가지고 있다. 첫째, 단위 운항 구간의 특성을 고려하여 성능이 우수한 실행가능한 해를 구하는 방법을 제시하였다. 그 결과, 성능이 우수한 전체 패턴을 생성할 수 있다.

대상 데이터

• 1. 승무원의 모기지는 김포 및 인천이다.
• 대안 패턴이 3704개 생성되었지만, 최적화를 통해 각각 296, 295, 292개의 다중연결도시 패턴이 생성 되었다. 레 이 오버 가중치 가 편승가중치 보다 크거나(실험1) 같을 때(실험2)는 편승횟수가 늘어난 대신 레이오버가 줄어든 반면, 레이오버가중치가 편승 가중치보다 작을 때(실험3)는 편승횟수가 줄어들고 레이 오버 횟수가 늘어나는 결과를 보인다.
• 일주일 스케줄을 사용하였다. 또한 JAVA와 ILOG사의 OPL Studio를 사용하였다.

• 4. 실험 및 실험결과

  실험에는 현재 국내에서 운영되는 A사의 실제 2003년 하계 운항 스케줄 중, B737기를 운항하는 국내선 및 3시간 이내의 운항 시간을 갖는 국제선 1189개의 일주일 스케줄을 사용하였다. 또한 JAVA와 ILOG사의 OPL Studio를 사용하였다.

성능/효과

• 4. 승무원이 다음 비행을 하기 위해서는 최소 30 분이상의 휴식을 취해야한다.
• 첫째, 단위 운항 구간의 특성을 고려하여 성능이 우수한 실행가능한 해를 구하는 방법을 제시하였다. 그 결과, 성능이 우수한 전체 패턴을 생성할 수 있다. 둘째, 이 연구에서는 기존의 논문에서 사용한 SCP을 사용했다는 점에서 동일하나, 여러 가지 가중치를 고려한 비용함수를 사용하여 가중치의 변화에 따른 결과의 차이를 볼 수 있다.
• 둘째, 이 연구에서는 기존의 논문에서 사용한 SCP을 사용했다는 점에서 동일하나, 여러 가지 가중치를 고려한 비용함수를 사용하여 가중치의 변화에 따른 결과의 차이를 볼 수 있다. 셋째, 실데이타를 이용하여 실제 패턴을 생성하여 보았다는 점에서 기존 연구와 구별된다고 본다. 넷째, 국내의 실정을 반영하여 국내선과 3시간 이내의 운항 시간을 갖는 국제선에 대해 실험을 실시했다는 점에서 다른 연구와 차별된다.

후속연구

• 다음연구에는 생성된 패턴을 가지고 운항 승무원에게 균등하게 할당하는 로스터링을 실행하여 운항 승무원 일정계획에 대한 총체적인 연구가 필요하다. 뿐만 아니라 실제로 생성된 패턴을 적용하기 위해서는 정량화되지 못한 수많은 제약조건을 추가한 연구가 필요하다.
• 뿐만 아니라 실제로 생성된 패턴을 적용하기 위해서는 정량화되지 못한 수많은 제약조건을 추가한 연구가 필요하다.

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