不正常航班恢复协同决策理论与方法研究

随着国内航空运输市场航班量迅速增长，航班延误正在大幅度提高，给航空运输企业和旅客带来了不小的直接和间接经济损失。由于航班运行过程本质上是随机的，但航班计划编制阶段考虑这种随机性的困难太大，因此快速、高效的制定航班恢复计划对于航班公司提高服务质量，增强竞争力至关重要。而航空运输系统由空中交通管制子系统、机场子系统和航空公司子系统组成，建立航空公司、空管、机场三方协同决策是提高不正常航班恢复效率与优化整个航空运输系统运行的关键所在。本项目研究不正常航班恢复计划制定过程中信息共享与安全性、航空公司制定航班恢复计划模型与算法，空管协调各航空公司计划冲突的模型与算法，航空公司之间时隙的交换或转让定价方法、交易方法及空管对时隙交易的干预方式。本项目对不正常航班恢复理论具有推动作用，对于提高航空运输系统的运行效率具有深远意义。

项目研究中突出航空公司在协同决策中作用与地位，紧密围绕在航班波运行方式下航空公司时隙二次分配的方法，时隙资源限制下航班计划恢复方法进行了深入的研究。.分析了在目前中国现行航空运输体系下，协同决策的应用环境因素，构建协同决策体系的动力源，在协同决策体制中决策各方的所处地位与承担的职责及协同决策的总体流程。为航空公司参与协同决策体系提供了理论依据，并且划分了其决策的范围。.研究中分别建立了以航班延误与旅客延误为目标的两种时隙二次分配模型，设计相应的启发式算法。对比分析了二次分配方案与初始分配方案的差异。两种决策目标下的决策效果都清晰地表明了航空公司参与二次分配能够更好减少航班延误与旅客延误。.航班取消是航空公司进行航班恢复的一种重要策略。由于不正常航班发生前，时隙与航班具有一一对应的关系。因此项目研究将航班取消转化为对时隙取消。对于时隙取消划分为两种情况，一种是时隙充分时的自主取消，一种是时隙不足的被动取消。分别针对两种情况建立了数学模型，设计了相应的算法，通过实例分析说明时隙二次分配可以很好的包含航空公司的航班取消策略。.以合作协弈理论为基础，研究了航空公司时隙交换模型与算法，并对时隙交换参与方的角色，监督方的角色，交换的合作博弈性质进行了讨论。并且研究了合作博弈与整体优化结果的差异，分析了差异产生的原因，提出了解决差异的方法。.航班恢复计划的制订是一个实时决策。但是航班恢复涉及各种资源，其中时隙资源与飞机资源是具有代表性两种资源。项目研究提出了两阶段法建立起时隙分配问题与飞机路线恢复问题的解决方法，将相互关联的两个决策过程进行简化。.航班运行的不正常是不可避免的事件,但是可以通过航空运输系统的重组织减少大面积延误出现的概率。项目研究了在多机场系统对需求进行引导控制，可以在不增加旅客出行时间成本的基础减少航班频次达到减少航班大面积延误的可能性。.项目对航空公司在协同决策下的时隙二次指派模型与算法进行了比较全面、系统的研究，弥补了我国在该领域研究基础的薄弱。