適用于樞紐機(jī)場(chǎng)的航班時(shí)刻資源配置及優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于空管自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種適用于樞紐機(jī)場(chǎng)的航班時(shí)刻資源配置及優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]航班時(shí)刻在國(guó)內(nèi)通常也稱起飛時(shí)刻、起降時(shí)刻，是指向某一航班提供或分配的在某一機(jī)場(chǎng)的某一特定日期的到達(dá)或起飛時(shí)刻，具有稀缺性和獨(dú)占性的特點(diǎn)。
[0003]2012年國(guó)務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于促進(jìn)民航業(yè)發(fā)展的若干意見(jiàn)》，第一次從國(guó)家層面明確指出“民航業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展重要的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)”，并對(duì)我國(guó)樞紐機(jī)場(chǎng)建設(shè)提出具體要求:“著力把北京、上海、廣州機(jī)場(chǎng)建成功能完善、輻射全球的大型國(guó)際航空樞紐”，由此可見(jiàn)樞紐機(jī)場(chǎng)建設(shè)的重要性。新世紀(jì)以來(lái)，國(guó)內(nèi)航空運(yùn)輸市場(chǎng)蓬勃發(fā)展，民航飛機(jī)數(shù)量和航空運(yùn)輸量逐年增加，空中交通日益繁忙。然而，隨著民航運(yùn)輸?shù)母咚侔l(fā)展，我國(guó)許多機(jī)場(chǎng)都面臨著容量飽和或者即將飽和的問(wèn)題，尤其是北京、上海、廣州等極度繁忙的樞紐機(jī)場(chǎng)，其起降架次屢創(chuàng)新高，因此有限的航班時(shí)刻資源與快速增長(zhǎng)的航空市場(chǎng)需求之間的矛盾愈顯突出，航班時(shí)刻“一刻”難求。與此同時(shí)，航班時(shí)刻的不合理使用對(duì)民航運(yùn)輸?shù)挠绊懺絹?lái)越明顯，這將直接導(dǎo)致航班延誤的產(chǎn)生，從而大大降低了航空運(yùn)輸效率和服務(wù)質(zhì)量，并嚴(yán)重制約著我國(guó)機(jī)場(chǎng)的建設(shè)和民航事業(yè)的發(fā)展。因此，如何有效地配置和優(yōu)化航班時(shí)刻資源已成為航空運(yùn)輸業(yè)甚至是社會(huì)各界共同關(guān)心的重點(diǎn)。
[0004]機(jī)場(chǎng)航班時(shí)刻配置分為宏觀和微觀兩個(gè)層面。宏觀配置是指相對(duì)每條航線的時(shí)刻資源的配額;微觀配置是指一個(gè)機(jī)場(chǎng)具體的時(shí)刻表。目前，我國(guó)現(xiàn)行的航班時(shí)刻管理辦法的依據(jù)是2007年民航局頒布的《民航時(shí)刻管理暫行辦法》以及2010年民航局發(fā)出的《關(guān)于進(jìn)一步做好航權(quán)航班和時(shí)刻管理工作的通知》。與歐盟等絕大多數(shù)國(guó)家一樣，我國(guó)施行的航班時(shí)刻配置模式屬于世界航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)(IATA)模式，其是按照固定的優(yōu)先順序進(jìn)行行政性分配，這種模式的核心概念是“祖父權(quán)利”，即每航季所需要重新分配的航班時(shí)刻數(shù)量被減至最低，這種配置方法的缺點(diǎn)是不符合經(jīng)濟(jì)規(guī)律，容易造成航班時(shí)刻使用效率低下。另外，全球民航領(lǐng)域內(nèi)存在的另一種時(shí)刻配置模式是美國(guó)模式，其采用行政分配與市場(chǎng)分配相結(jié)合的混合配置模式。然而，由于我國(guó)不允許買(mǎi)賣、租賃與抵押航班時(shí)刻，因此美國(guó)模式引入的市場(chǎng)化手段并不符合中國(guó)國(guó)情，可借鑒的經(jīng)驗(yàn)相對(duì)較少。再者，樞紐機(jī)場(chǎng)因其繁忙復(fù)雜的特點(diǎn)、打造大型國(guó)際樞紐的目標(biāo)以及構(gòu)造中樞輻射式航線網(wǎng)絡(luò)的需求，其航班時(shí)刻資源配置機(jī)制與其他機(jī)場(chǎng)有所不同，然而目前國(guó)內(nèi)并沒(méi)有對(duì)樞紐機(jī)場(chǎng)的航班起降時(shí)刻資源配置機(jī)制加以區(qū)分。
[0005]綜上所述，我國(guó)目前實(shí)施的航班時(shí)刻資源配置機(jī)制已不適應(yīng)當(dāng)前航空運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，亟需一種科學(xué)合理的航班時(shí)刻資源配置優(yōu)化方法來(lái)提高機(jī)場(chǎng)及空域資源的利用率，減少空中交通沖突和擁堵，增加飛行流量和社會(huì)效益，但目前還沒(méi)有專門(mén)針對(duì)樞紐機(jī)場(chǎng)的航班時(shí)刻資源配置及優(yōu)化方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于樞紐機(jī)場(chǎng)的航班時(shí)刻資源配置及優(yōu)化方法。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的適用于樞紐機(jī)場(chǎng)的航班時(shí)刻資源配置及優(yōu)化方法包括按順序執(zhí)行的下列步驟:
[0008]步驟I)建立數(shù)據(jù)庫(kù)的SOl階段:從各大航空信息網(wǎng)站、機(jī)場(chǎng)相關(guān)工作人員在內(nèi)的途徑獲取某機(jī)場(chǎng)的相關(guān)資料，建立數(shù)據(jù)庫(kù);該數(shù)據(jù)庫(kù)包含該機(jī)場(chǎng)現(xiàn)行的航班時(shí)刻表、通航城市點(diǎn)及其航線數(shù)量、在該機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的航空公司及其所占市場(chǎng)份額、各航班客座率、全國(guó)高鐵線路信息在內(nèi)的數(shù)據(jù)；
[0009]步驟2)計(jì)算“一類時(shí)刻資源”數(shù)量的S02階段:根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的資料數(shù)據(jù)，將因航空公司不擅經(jīng)營(yíng)而自動(dòng)交回的時(shí)刻資源、航空公司因不符合相關(guān)規(guī)定而被收回的時(shí)刻資源、客座率低的航班、受高鐵沖擊較大的航班以及機(jī)型配備不合理的航班而導(dǎo)致的編排不科學(xué)的航班時(shí)刻進(jìn)行削減、整合，由此“節(jié)省”出一部分航班時(shí)刻資源，由于此類航班時(shí)刻數(shù)量相對(duì)較少，因此將其作為“一類時(shí)刻資源”；
[0010]步驟3)“一類時(shí)刻資源”優(yōu)化的S03階段:由于“一類時(shí)刻資源”來(lái)源于被削減的航班時(shí)刻，此部分資源在進(jìn)行調(diào)配時(shí)應(yīng)采用航空公司“一對(duì)一交換”、航空公司內(nèi)部協(xié)調(diào)或者機(jī)場(chǎng)群內(nèi)部協(xié)調(diào)的方式，以減少矛盾、增加調(diào)配的成功率，同時(shí)需指定特有的“優(yōu)先原則”；
[0011]步驟4)計(jì)算“二類時(shí)刻資源”數(shù)量的S04階段:根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的資料數(shù)據(jù)，計(jì)算因信息技術(shù)的提高、新建機(jī)場(chǎng)或新修跑道在內(nèi)的原因而產(chǎn)生的大量新增航班時(shí)刻資源，并將其作為“二類時(shí)刻資源”；S03階段所述的“優(yōu)先原則”同樣適用于“二類時(shí)刻資源”的配置，另外在“優(yōu)先原則”之外的同等條件下，可采用“先到先得”、“抽簽”或“加權(quán)抽簽”在內(nèi)的方式；
[0012]步驟5)“二類時(shí)刻資源”一次優(yōu)化的S05階段:由于“二類時(shí)刻資源”數(shù)量龐大，貿(mào)然將所有時(shí)刻啟動(dòng)運(yùn)行可能導(dǎo)致機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)紊亂，因此先將“二類時(shí)刻資源”進(jìn)行一次優(yōu)化，即將“二類時(shí)刻資源”的50%按照國(guó)內(nèi)現(xiàn)行的規(guī)定配置給各航空公司，加入到機(jī)場(chǎng)運(yùn)行中；
[0013]步驟6)—次實(shí)時(shí)模擬仿真并調(diào)節(jié)沖突的S06階段:針對(duì)上述已進(jìn)行“一類時(shí)刻資源”調(diào)配優(yōu)化和“二類時(shí)刻資源” 一次優(yōu)化后的機(jī)場(chǎng)航班時(shí)刻結(jié)果，運(yùn)用SIMMOD仿真模型進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬仿真，找出沖突點(diǎn)，對(duì)有沖突的航班時(shí)刻資源進(jìn)行進(jìn)一步的協(xié)調(diào)；
[0014]步驟7)“二類時(shí)刻資源”二次優(yōu)化的S07階段:通過(guò)模擬仿真系統(tǒng)協(xié)調(diào)沖突點(diǎn)后，對(duì)“二類時(shí)刻資源”進(jìn)行二次優(yōu)化，即將“二類時(shí)刻資源”剩余的50%按照國(guó)內(nèi)現(xiàn)行的規(guī)定配置給各航空公司，加入到機(jī)場(chǎng)運(yùn)行中；
[0015]步驟8)二次實(shí)時(shí)模擬仿真并調(diào)節(jié)沖突的S08階段:按照步驟6)的方法再次進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬仿真并調(diào)節(jié)沖突，直到仿真系統(tǒng)顯示未發(fā)現(xiàn)沖突為止。
[0016]在SOl階段中，所述的數(shù)據(jù)庫(kù)包含以下數(shù)據(jù):
[0017]1.1)航班時(shí)刻表應(yīng)包含以下信息:航班進(jìn)港和出港的飛行計(jì)劃號(hào)、飛行日期、機(jī)尾號(hào)、機(jī)型、航班任務(wù)、國(guó)際/國(guó)內(nèi)、航空公司、應(yīng)答機(jī)編碼、航班號(hào)、起飛機(jī)場(chǎng)、目的地機(jī)場(chǎng)、計(jì)劃起飛時(shí)間、預(yù)計(jì)起飛時(shí)間、實(shí)際起飛時(shí)間、計(jì)劃到達(dá)時(shí)間、預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間、實(shí)際到達(dá)時(shí)間、停靠機(jī)位、航路；
[0018]1.2)通航城市點(diǎn)及其航線數(shù)量由航班時(shí)刻表統(tǒng)計(jì)得出；
[0019]1.3)航空公司所占市場(chǎng)份額一般是指運(yùn)力的市場(chǎng)份額，選取各航空公司在對(duì)應(yīng)機(jī)場(chǎng)的飛行班次作為計(jì)算市場(chǎng)份額的指標(biāo)；
[0020]1.4)客座率是反映航空公司運(yùn)營(yíng)效率的指標(biāo)，各航班客座率是指某航班實(shí)際承運(yùn)人數(shù)占可供座位數(shù)的比率。
[0021 ] 1.5)全國(guó)高鐵線路信息包含各線路起訖點(diǎn)及其距離。
[0022]在S02階段中，所述的將航班時(shí)刻進(jìn)行削減、整合的方法是:將時(shí)刻資源利用率低于規(guī)定的80%、航班客座率低于60%、沿高鐵線上的航程在500公里以內(nèi)的航班取消，沿高鐵線上的航程在500公里到1000公里范圍內(nèi)的航班頻次減少，沿高鐵線上的航程在1000公里以上的盡量不做調(diào)整；同時(shí)將同一航線上多頻次使用中小機(jī)型轉(zhuǎn)變?yōu)榈皖l次使用大機(jī)型，小機(jī)型盡量放置在客流量較小的航班上。
[0023]在S03階段中，所述的“優(yōu)先原則”包括:旅客需求旺盛的航班優(yōu)先、國(guó)際航班優(yōu)先、基地航空公司優(yōu)先、新興航空公司優(yōu)先、直飛航班優(yōu)先、有助于機(jī)場(chǎng)打造中樞輻射式航線網(wǎng)絡(luò)的航班優(yōu)先、有助于航空公司打造航班波的航班優(yōu)先。
[0024]在S06階段中，所述的實(shí)時(shí)模擬仿真并調(diào)節(jié)沖突的方法是:以從已進(jìn)行“一類時(shí)刻資源”調(diào)配優(yōu)化和“二類時(shí)刻資源”一次優(yōu)化后的機(jī)場(chǎng)航班時(shí)刻表結(jié)果得到的飛機(jī)尾流間隔、高峰小時(shí)容量、機(jī)場(chǎng)保障能力和管制員工作負(fù)荷在內(nèi)的限制作為約束條件，