基于路径认知规则挖掘的多机场系统均衡配流模型及算法研究

The project is based on the regional airport system’s new developing trends and new problems under the strategic guidance of the new urbanization. Firstly, we analyze the urban agglomerations’ air market demands by considering multi-airport system as the basic unit..We construct air travel path selection decision rules which considering dependence of reference point and conduct experimental verification by introducing the theory of behavioral economics. Based on the above, we establish the multi-airport system users’ equilibrium assignment model and algorithm to analyze the air passenger evolution mechanism systematically. Secondly, we structure the design and optimization techniques of multi-airport system network based on bi-level programming model and we demonstrate the quantitative corresponding relations of different network structure and distribution of air passenger flow..Lastly we apply theory of dissipative structure and the model of information entropy to constructing the evaluation index and evaluation function of the multi-airport system orderly, to researching the best organization mode of multi-airport system based on the multi-city group form, to designing and raising the application of policies and implementation path for resolving Structural conflicts of multi-airport system. The research findings will make up the shortage of research on air passenger flow evolution mechanism of multi-airport systems in our country and enrich civil airport planning system. It also has an important strategic significance and practical application value in supporting and guiding the Spatial Optimization of the New Urbanization, promoting the balanced development of land space etc.

立足我国新型城镇化战略导向下的区域多机场体系发展新趋势和新问题，本项目首先对大数据环境下的航空旅客出行路径认知规则进行了研究，运用数据挖掘技术构建了考虑参照点依赖的航空出行路径选择决策规则并进行实验验证，在此基础上，建立基于累积前景理论的多机场系统用户均衡配流模型，并设计面向大数据的有效算法；其次，基于双层规划模型构建多机场系统航线网络设计与优化技术，给出不同航线网络结构与航空客流均衡状态之间的定量关系；最后，运用耗散结构理论和信息熵模型构建多机场系统结构有序度评价指标和评价函数，研究基于城市群形态的多机场系统最优组织模式，设计并提出多机场系统结构性矛盾化解的应用政策和实施路径。研究成果将弥补我国多机场系统航空客流演化机理研究方面的不足，丰富民航机场规划技术体系，创新多机场系统结构性矛盾化解路径，同时在支撑和引导新型城镇化的空间结构优化以及推动国土空间均衡开发等方面也具有重要的战略意义。

多机场模式是区域航空运输发展的必然趋势，我国的长三角机场群、京津冀机场群、珠三角机场群已基本形成。对机场群的航空客流需求的预测，是区域机场群系统规划过程的重要组成部分，需要将多机场系统规划过程与区域内的地面交通服务水平相结合。这种集成确保区域航空客运需求的预测分析是以区域整体角度作为基本决策单元，而不是以传统的单个机场所在城市为决策单元。.本项目完成了多机场系统旅客出行路径选择影响因素分析、航空出行需求预测以及多机场航线网络优化技术研究，拟制了长三角多机场系统的建模和航线规划研究报告，完成了多机场系统模型的研制，达到了预期目标，实现了各项技术指标。本项目主要完成的研究内容包括：.1、完成基于累积前景理论的多机场旅客出行选择偏好和出行路径选择决策模型研究.2、构建了一种区域多机场系统的航空客流需求预测方法.3、提出一种面向航班延误的多机场航班编排优化方法.4、完成多机场系统结构有序度的评价指标和评价模型研究.5、完成多机场系统均衡配流模型构建并设计求解算法.项目突破了基于多源数据分析和挖掘的航空出行路径认知规则发现技术，有助于更好地把握多机场环境下航空旅客决策行为特征，能够应用于科学指导多机场条件下航空市场细分、航空需求预测以及航线网络布局和航班频率优化。构建了多机场系统结构有序度指标体系和评价函数，科学回答了长三角多机场系统建设密度是否过高的争论，对于科学评价多机场系统的总体发展方向和动态也具有适应性。.本项目突破以往以单个机场为核心的航线网络设计模式，重点解决在多机场系统模式下，以多机场系统为决策单元的区域航线网络布局优化问题形成了多机场系统环境下的系统建模和航线规划的综合技术能力。其中，基于多机场系统的航线航班规划技术属于首创性研究，对改善和提升区域多机场系统的运营管理具有重要参考价值。