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：
确定因素 主次分明 时间点 果断决策 思想统一 明确目标 不断修正
灰色决策
