文档介绍：南京航空航天大学
博士学位论文
航空公司中枢辐射航线网络鲁棒优化设计问题研究
姓名:姜涛
申请学位级别:博士
专业:管理科学与工程
指导教师:朱金福
20070601
南京航空航天大学博士学位论文
摘要
航线网络是航空公司的生存之本,科学地构建航线网络是航空公司求得发展
的重要手段。航空公司的其它工作如航班计划、运行控制、收益管理等都是在航
线网络的基础之上,围绕着已经布局好的航线网络进行的,因此航线网络结构的
合理与否对于航空公司的效益将产生深远的影响。随着航空运输业规模的不断扩
大,能够充分体现规模经济的中枢辐射航线网络受到了越来越多地关注。以往对
于中枢辐射航线网络的优化设计采用的都是确定型的方法,但是优化设计涉及的
航空运输需求和成本往往具有不确定性,因此针对中枢辐射航线网络鲁棒优化的
有关问题展开研究。
通过对点对点航线网络结构、严格的以及非严格的中枢辐射航线网络结构的
定量化比较研究,得到了航线网络结构与市场规模的关系。当航空运输发展到一
定规模时,中枢辐射航线网络结构能够充分发挥出自身的优势,印证了中枢辐射
航线网络体现规模经济的特点。当中转衔接的两条航线的夹角小于一特定的临界
值时,将中转运输的方式改为直达运输能够进一步增加航空公司的利润。
对不确定情形下枢纽机场选择问题采用偏差鲁棒优化方法进行了研究,提出
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了新的求解算法,将已有算法的复杂性由Opnpn(()min{} , −) 降低到
Opnpn()()min{} , −。
针对航空运输需求和成本具有不确定性的特点,在需求和成本各种可能取值
的概率分布未知的情形下,建立了多种中枢辐射航线网络的鲁棒优化模型。首先
基于枢纽机场的选择,建立了严格的和非严格的中枢辐射航线网络鲁棒优化枢纽
机场选择模型——S-HS-R-Cp -Hub 和 NS-HS-R-Cp -Hub ;然后将开辟航线的成本
考虑在内,在枢纽机场选定的情况下,建立了严格的中枢辐射航线网络鲁棒优化
航线选择模型——S-HS-R-Cp -Airline ;最后基于枢纽边的选择,建立了严格的中
枢辐射航线网络鲁棒优化枢纽边选择模型——S-HS-R-Cq -Hub-Arc 。
提出了上述中枢辐射航线网络鲁棒优化模型的求解算法。在枢纽个数较少的
情况下,改进了基于最短路求解确定型模型S-HS-Cp -Hub 的算法用于
S-HS-R-Cp -Hub 和 NS-HS-R-Cp -Hub 的求解;在枢纽个数较多的情况下,基于禁
忌算法,给出了S-HS-R-Cp -Hub 的求解算法。针对S-HS-R-Cp -Airline ,将 Benders
position 算法进行改进,给出了模型具体求解的算法。将求解确定型模型
S-HS-Cq -Hub-Arc 的枚举法加以改进,给出了求解S-HS-R-Cq -Hub-Arc 的算法。
对于上述建立的中枢辐射航线网络鲁棒优化模型,在我国十五城市的基础上,分
别进行了构建中枢辐射航线网络的实例分析,并验证了模型求解算法的有效性。
关键词:航线网络,枢纽,鲁棒优化,情景,最短路算法
I
航空公司中枢辐射航线网络鲁棒优化设计问题研究
ABSTRACT
The work is the foundation of the pany, and the important
means of the pany which try for development is to design the airline
netwok by scientific method. Other works of the pany such as flight
schedule, operation control, revenue management are based on the work.
Whether the work is reasonable or not has far-reaching effect on the benefit
of the pany. The hub-and-spoke work can achieve economies of
scale. work has attracted more and more attention when the scale of air
transportation is expansion. The previous research on the hub-and-spoke airline
network design was for the certain