灰色决策

浅谈灰色决策理论在恶劣天气下签派放行中的应用南航深圳分公司运行指挥部运行管理室何文摘要本文通过对灰色决策理论的介绍，探讨在恶劣天气下如何对航班放行做出正确决策，提出建立有效的航班放行灰色决策模型，要确定因素，主次分明，在时间点（key point）做出果断决策，但要求思想统一，最后明确目标，不断修正，达到最佳方案。

关键词：灰色决策理论恶劣天气签派放行1.灰色决策理论1.1灰色决策理定义灰色决策理论是20世纪80年代，由中国华中理工大学邓聚龙教授首先提出并创立的一门新兴学科，它是基于数学理论的系统工程学科。

主要解决一些包含未知因素的特殊领域的问题，它广泛应用于农业、地质、气象等学科。

1982年，中国学者邓聚龙教授创立的灰色系统理论，是一种研究少数据、贫信息不确定性问题的新方法。

灰色系统理论以“部分信息已知，部分信息未知”的“小样本”、“贫信息”不确定性系统为研究对象，主要通过对“部分”已知信息的生成、开发，提取有价值的信息，实现对系统运行行为、演化规律的正确描述和有效监控。

社会、经济、农业、工业、生态、生物等许多系统，是按照研究对象所属的领域和范围命名的，而灰色系统确是按颜色命名的。

在控制论中，人们常用颜色的深线形容信息的明确程度，如艾什比(Ashby)将内部信息未知的对象称为黑箱(BlackBox)，这种称谓已为人们普遍接受。

我们用“黑”表示信息未知，用“白”表示信息完全明确，用“灰”表示部分信息明确、部分信息不明确。

相应地，信息完全明确的系统称为白色系统，信息未知的系统称为黑色系统，部分信息明确、部分信息不明确的系统称为灰色系统。

1.2灰色决策理论的方法A. 研究了灰色决策问题的区间关联和区间聚类分析方法：提出了灰色区间关联系数公式和灰色区间相对关联系数公式，构建了几种关联度决策算法，对不完全信息下灰色区间关联决策方法进行了研究。

B. 在经典灰色规划的基础上，对灰色动态规划、灰色多目标规划算法、灰色正项几何规划进行了研究：提出了灰色动态规划、θ动态定位规划及其最优解的概念，构建了灰色动态规划及θ动态定位规划最优解的算法。

对一般意义上的灰色多目标规划，提出了客观确定子目标权重的方法及修正方法，利用子目标的权重引入了各个子目标取最优值的白化权函数，构建了灰色多目标规划有效解及其θ定位规划最优解的算法。

提出了灰色正项几何规划、θ定位几何规划及其准优解和最优解的概念，构建了灰色正项几何规划准优解的算法。

算例说明了算法的合理性和可行性。

C. 对灰色风险型决策方法进行了研究：提出了灰色多指标风险型决策的概念,对指标权重完全未知且指标值为区间灰数的风险型多指标决策问题,给出了灰色模糊关系法及双基点法两种决策方法,利用信息熵确定的属性权重使决策方法更符合客观要求。

提出了具有交易费用的灰色组合投资模型的有效解及其临界最优解和均值白化最优解的概念。

2.恶劣天气下的决策2.1恶劣天气飞行安全是航空事业的灵魂和纽带，是各国航空公司最关心的头等大事。

由于任何飞行都需要在一定气象条件下进行，因此，目前航空运输在很大程度上受天气因素的制约。

从国际民航近13年飞行事故统计来看，事故年平均为36起，近13年因气象原因造成的飞行事故共160起，年平均为12.3起，占总事故的1/3，在飞行事故9类原因中占第二位。

据国内1980-1994年统计，与气象有关的飞行事故占总事故的12.2%。

由于大气在运动过程中受热不均或纬度不同，大气中的冷暖空气会产生相对的垂直运动和水平运动，特别是当有大规模系统性垂直运动时，造成大气的对流性不稳定。

当水汽条件具备，就会产生强大的雷雨云系。

这种云中有大量的正负电荷，形成巨大的正负电场，会产生强烈的放电现象，当飞机进入这一区域航行时就有遭到雷电轰击和雹砸的可能。

强烈的上升下降气流，可使飞机产生左右摇摆，前后冲击，上下颠簸和机身震抖的现象，强大的气流更甚至会将飞机上下抛动五十米以上。

这些情况轻则会干扰飞行员正常操纵，影响飞行任务的完成;严重时还会损坏飞机，使飞机结构改变，甚至解体，危及飞行安全。

尤其是当飞机低空近进或着陆飞行时，会发生因飞机动态失速而堕地，造成不可挽回的损失。

另外当飞机穿越冷却云层时，有产生飞机积冰的可能。

对于没有自动除冰设备的中小型飞机来说，如果积冰严重，飞机暴露部位的机械部件会因冰覆盖而失去功能，使得飞机的空气动力性能改变，飞行员无法控制飞机，这是极其危险的。

因此，签派员把握恶劣天气情况下的签派放行至关重要。

2.2决策难点现代航空强调飞行的准时性，因为延误飞行将会给航空部门带来很大的经济损失，也给旅客造成诸多不便。

但是，为了确保飞行安全，在天气因素低于飞行气象标准的情况下，必须实施返航、备降或暂缓起飞。

但天气系统的不确定性就是决策的难点。

3.灰色理论在恶劣天气放行中的应用灰色决策理论是借用模糊数学、运筹学、系统工程学中的一些高等数学模型，进行系统分辨决策，由于天气系统是一个不可预测、不可判断的系统，是通过现在对将来预期的一种提前的表现行为，因此部分通过理性的判断、推算进行分析将会使签派员进入误区中，我们在市场中能够经常见到无法预测的情况，但用灰色决策模型就策解决了这个问题。

本文作者提出下面这个灰色决策模型：3.1确定因素，主次分明这里的确定因素，不止针对天气系统的因素，还包括航班的因素。

针对天气，例如锋面运动趋势，温度变化，气团等把握能确定的因素“黑”与“白”来做决策，剩余部分做灰色决策。

只针对航班，按照航班调整原则先国际后国内，先长后短，先外（指本公司所属航站）后内，先复杂（天气、降落站、机长标准、机场条件）后简单，先重（指有重要客人的航班）后轻，先满（指航班客人多，竞争力强）后空。

要全面衡量航班飞行情况，充分留有余地。

既要防止图省事浪费运力，又要反对当好人打乱航班秩序。

3.2时间点（KEY POINT）时间点（KEY POINT）的选取在整个决策过程中承上启下，是关键点。

本文作者建议整体规划时应采取1个小时为单位，在极端恶劣天气条件，天气迅速变化，可采取半个小时为单位。

如模型所示，不建议少于半个小时，这样不利于做出的灰色决策执行，但有重大变化中间，可采取部分修正。

3.3果断决策，思想统一做出的灰色决策，其中必然包括全局性，指导性，以及风险性。

在执行过程中，必须统一思想，各部门包括地面保障，飞行人员统一协作，指挥中心统一指挥。

不以结果看过程，在时间点上预测结果。

坚决反对“事后诸葛亮”的思想和行为。

3.4 明确目标，不断修正对做出的决策要明确，在整体目标不变的前提条件下，对变化的因素进行调整，修正知道最终目标，航班高效，安全。

3.5 对灰色决策模型的SWOT矩阵分析SWOT分别代表：strengths（优势）、weaknesses（劣势）、opportunities(机会)、threats（威胁）。

，即决策本身的竞争优势，竞争劣势，机会和威胁。

SWOT分析有其形成的基础。

按照决策战略的完整概念，决策战略应是一个决策"能够做的"（即组织的强项和弱项）和"可能做的"（即环境的机会和威胁）之间的有机组合。

结合灰色决策模型，如下图所示4.案例分析2010年3月31日，中国华南地区沿海受锋面影响，产生系统雷暴天气，广东发布红色预警信号。

这一数年未见的强对流云系及强雷雨天气，持续时间长，强度大，导致深圳机场进出港航班大面积、长时间延误。

深圳分公司部分航班备降海口，珠海，厦门，海口等机场或者航班取消。

受恶劣天气影响，深圳公司航班运行严重受阻，9架飞机无法顺利返回深圳，导致航班大面积延误，将部分航班运行决定的决策过程回放：1.由于6日广东省内范围内降雨，导致深圳全天航班流控严重。

而且由于阵性雷雨，及空域被雷雨覆盖，造成9个航班备降深圳周边机场，且部分航班机组超时。

请示值班经理后，备降航班机组全部宾休，等待天气完全好转并确定无流控，再继续执行航班任务。

避免浪费不必要的等待时间。

2.要求地服及机务部门将两天航班和飞机当作一天运行看待，尽可能合并取消航班，集中调配飞机及过夜任务。

3.机组按需布置飞行任务，25架飞机，9架备降，4架按计划在外过夜，7号早班只12套机组任务。

4.备降超时航班区分对待，有起飞由于流控备降的航班，分别在郑州，重庆，联系兄弟公司帮助解决；有在深圳周围备降航班，如广州，珠海，当夜备份机组坐车，将飞机执行任务回深圳。

通过对案例进行分析：A.决策果断。

虽然天气通过预报可以大致了解深圳机场转好时间，但深圳，广州机场积压6号大量航班，在不明确放行时间，签派员和各相关单位综合协商得出航班应该待定的决定，果断布置。

事实证明，随后在天气好转后，伴随大量的航班流控，但决策得当，没有再发生机组超时。

B.时间点选取恰当。

综合分析两日航班，根据所得到信息，正常得出部分航班应该取消，但在第二天旅客，飞机，航班都不确定的情况下，可能会误判。

在灰色决策理论中，不能根据结果来倒推过程，以时间点来分析问题。

实际情况中，提前取消部分航班，一方面为第二天的航班执行腾出空间，另一方面，地服和其他各单位保障航班有目的性，提前劝退旅客，保障餐食及货物。

C.修正过程完整，面对超时机组不是一味等待，区分对待，不断修正。

比较突出例子，深圳公司航班北京-深圳备降郑州，北京公司航班北京-深圳备降厦门，原计划深圳公司带机组去郑州，北京公司带组去厦门。

在执行过程中，签派员相互沟通，迅速修正决策，互相帮助，深圳通过早班带机组去厦门，北京通过去郑州航班，最终达到双赢。

5.小结本文通过对灰色决策理论的介绍，在恶劣天气下如何对航班放行做出正确决策，笔者建立灰色决策模型，首先要确定因素，主次分明，在时间点（key point）做出果断决策，但一定要思想统一，最后明确目标，不断修正，达到最佳方案。

最后本文结合案例分析，浅析模型的应用。