航空公司航班计划优化设计研究

发布时间：2020-09-11 22:15

　　航空公司航班计划编制是一项非常艰巨而重要的工作,因为航班计划是航空公司的基础与核心,其它任何生产计划都是围绕航班计划来制定,并为航班计划的顺利实施提供保障。航班计划的实质就是从市场需求出发,通过周密的组织和精确的计划,实现各生产资源要素的优化配置;它的质量和效率不仅关系到生产运营的安全,而且是降低航空公司运营成本、提升竞争力的重要法宝。本文在深入分析当前国内航空公司生产计划工作现状的基础上,选择航班频率和机型指派作为研究课题。本文分为两个主要部分,第一部分航班频率研究从市场需求出发,建立季节性组合预测模型预测航线市场总体旅客流量;然后研究竞争环境下目标航空公司市场份额模型,从而得到目标航空公司航线市场旅客流量;再结合考虑目标航空公司运力供给情况,建立航班频率模型确定航线市场每周航班频率。第二部分机型指派针对国内航线网络及航班计划特点,建立周机型指派模型,为每个定期航班段指派最合适机型;在此基础上,考虑了周机型指派中的同质性问题,机型同质性具有重要的现实意义,但机型同质率会损失部分利润,因此航空公司可以在同质率和利润之间做出均衡考虑。本文主要创新工作在于: 1.针对航线市场旅客流量既具有增长性趋势又具有明显季节波动性的复杂非线性特征,建立了季节性组合预测模型,这样既拟合了航线市场旅客流量的增长性趋势,同时也拟合了季节波动性特征; 2.详细分析了航线市场总体旅客流量确定情况下,目标航空公司市场份额的影响因素,并分析了他们之间的相互关系;从目标航空公司出发,考虑竞争航空公司供给情况,以航班频率、机型指数、平均票价为解释变量,建立了市场份额模型。与前面的季节性组合预测模型相结合,能够很好地预估目标航空公司航线市场旅客流量; 3.针对国内外以往学者对航班频率研究的不足,以利润最大化为目标函数,建立了竞争环境下受目标航空公司运力供给限制的航班频率模型; 4.针对国内航线网络及航班计划特点,拓展了基本机型指派模型时空网络,提出了伪航班弧、伪航班的概念,在此基础上建立周机型指派模型;并分析周机型指派模型决策矩阵的特点,提出了特殊有序集分枝定界算法; 5.对周机型指派进行深入研究,介绍了机型同质性的概念,分析了同质性的意义,建立了基于同质性考虑的周机型指派模型。
【学位单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2007
【中图分类】：F560
【部分图文】：

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Connection Arcs）：用来连接到达节点和终节点，表示飞机到达并且在该机场过夜；③ 起始连接弧（Originating Connection Arcs）：用来连接源节点和离港节点，表示飞机目前在该机场开始一天的航班任务。图2.4举例说明了一个航站（机场）的简单航班连接网络示意图，图中虚箭头线表示航班（1、…、6，共6个航班），中间粗实线表示航班连接弧（14 fx 、…、36 fx ，共6条可能连接弧），3条终止弧（10 fx 、20 fx 、30 fx ），3条起始弧（04 fx 、05 fx 、06 fx ）。由于航班的可能连接会很多，为减少问题的规模，Abara限制了航班的可能连接数量

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在时空网络中，由于每种机型有不同的机型属性（特别是巡航速度），因此对多种机型的时空网络，描述于一系列的子网络层，每种机型对应一个子网络层。图2.5描述了两种机型、两个航站的时空网络示意图，实线对应于机型1的时空网络，虚线对应于机型2的时空网络，倾斜箭头线表示航班弧，竖直箭头弧表示地面弧，曲线箭头弧表示环绕弧。可以看出航班弧A1和A2指向的节点是同一航班不同机型的到达节点，由于机型不同，过站时间不一样，所以这两个节点的（到达）时间坐标也稍有不同，机型2需要更长的过站时间。如果航班弧C1和B1形成连接，则表示由机型1执行航班C1

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图 2.5 时空网络示意图网络相比，它更方便航班段之间建立连接，由于航班段数，所以能大大减少决策变量的数量，但是时空网络不分开来，这一问题限制了它在子路线问题上的应用。，Hane和Barnhart[98]对时空网络模型的求解提出了一系缩减(Node Aggregation)和孤岛(Island)技术，节点缩减到达航班和连续出发航班合并，产生一个聚合节点，这事件发生，所以聚合节点的地面飞机数量始终为上一个

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