樞紐機(jī)場中轉(zhuǎn)資源配置仿真優(yōu)化研究.

1、南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文樞紐機(jī)場中轉(zhuǎn)資源配置仿真優(yōu)化研究姓名：張曉光申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理指導(dǎo)教師：朱金福2011-03樞紐機(jī)場中轉(zhuǎn)資源配置仿真優(yōu)化研究 ii Abstract As a hub-airport, it is the key point to achieve the strategic objective that how to improve the efficiency of passenger transfer process. The airports resources are limited, which becomes one of the

2、 important factors to restrict the development of hub-airports. So how to improve the resource utilization has become the key issue to improve the transfer efficiency of a hub airport. First, this thesis introduces the passenger transfer process and the relevant links of an airport, analyzes the ope

3、rating characteristics of passenger transfer process. And then the conception of system simulation and its advantages in the aspect of the airport are introduced, as well as the conception and the characteristics of discrete-event system simulation. Then after the SIMIO simulation software is introd

4、uced, this thesis uses the method of discrete-event system simulation to build the simulation model of passenger transfer process of a hub-airport and achieves the design of passenger transfer process simulation system by using the simulation software SIMIO, then assesses the operating efficiency of

5、 the transfer process and finds out the bottlenecks. Finally, according to the existing problems in the transfer process, from the perspective of the airport resources allocation optimization, this thesis dynamic allocates the transfer resources according to the quantity of passengers on the transfe

6、r flights, optimizes the passenger transfer process by making use of transfer facilities and resources effectively, and then evaluates the service capability of the transfer area. The optimization result shows that the dynamic allocation of the airport resources can improve the utilization of transf

7、er resources, thus of important reference for daily management of a hub-airport. Keywords: Hub-airport, Passenger transfer, Resources allocation optimization, System simulation, SIMIO 南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文 v圖表清單 圖1.1 中轉(zhuǎn)航班MU2336旅客到達(dá)中轉(zhuǎn)區(qū)分布圖.2 圖2.1 旅客中轉(zhuǎn)流程圖.8 圖2.2 國內(nèi)轉(zhuǎn)國內(nèi)中轉(zhuǎn)流程圖.10 圖2.3 國內(nèi)轉(zhuǎn)國際中轉(zhuǎn)流程圖.10 圖2.4 國際轉(zhuǎn)國內(nèi)中轉(zhuǎn)流程

8、圖.11 圖2.5 國際轉(zhuǎn)國際中轉(zhuǎn)流程圖.11 圖2.6 旅客行李中轉(zhuǎn)流程圖.12 圖2.7 仿真領(lǐng)域圖.13 圖2.8 系統(tǒng)仿真的步驟.16 圖2.9 模型流程圖.21 圖3.1 航班時(shí)刻表（ArrTable）讀取界面.29 圖3.2 機(jī)場旅客中轉(zhuǎn)流程仿真系統(tǒng)界面截圖.29 圖3.3 中轉(zhuǎn)航班抵港分布.30 圖3.4 中轉(zhuǎn)旅客到達(dá)分布.31 圖3.5 四種類型中轉(zhuǎn)旅客全天到達(dá)分布圖.31 圖3.6 國內(nèi)轉(zhuǎn)國際值機(jī)柜臺使用情況.32 圖3.7 國際轉(zhuǎn)國內(nèi)值機(jī)柜臺使用情況.32 圖3.8 國內(nèi)轉(zhuǎn)國內(nèi)值機(jī)柜臺使用情況.33 圖3.9 國際轉(zhuǎn)國際值機(jī)柜臺使用情況.34 圖3.10 檢驗(yàn)檢疫通道使用情

9、況.34 圖3.11 出境邊檢通道使用情況.35 圖3.12 入境邊檢通道使用情況.36 圖3.13 出境海關(guān)（綠色通道）使用情況.37 圖3.14 出境海關(guān)（紅色通道）使用情況.37 圖3.15 入境海關(guān)（綠色通道）使用情況.38 圖3.16 入境海關(guān)（紅色通道）使用情況.38 圖3.17 國內(nèi)安檢通道使用情況.39 圖3.18 國際安檢通道使用情況.39 圖3.19 中轉(zhuǎn)行李轉(zhuǎn)盤上全天行李分布情況.40 樞紐機(jī)場中轉(zhuǎn)資源配置仿真優(yōu)化研究 vi 圖4.1 資源動態(tài)配置仿真優(yōu)化流程圖.44 圖4.2 航班中轉(zhuǎn)資源動態(tài)開放情況.46 圖4.3 航班波中轉(zhuǎn)資源動態(tài)開放情況.47 圖4.4 國際轉(zhuǎn)國

10、內(nèi)值機(jī)柜臺工作計(jì)劃指派圖.48 圖4.5 國際安檢通道工作計(jì)劃指派圖.48 圖4.6 中轉(zhuǎn)區(qū)容量評估流程圖.52 表1.1 論文章節(jié)安排和主要內(nèi)容.7 表2.1 中轉(zhuǎn)旅客攜帶行李比例表.18 表2.2 中轉(zhuǎn)設(shè)施基本設(shè)計(jì)參數(shù).18 表2.3 設(shè)計(jì)旅客與行李中轉(zhuǎn)最短銜接時(shí)間（單位：分鐘）.19 表2.4 中轉(zhuǎn)區(qū)設(shè)施資源分配表.19 表3.1 實(shí)體（ModelEntity）參數(shù)設(shè)置.23 表3.2 源對象（Source）參數(shù)設(shè)置.24 表3.3 處理器（Server）參數(shù)設(shè)置.25 表3.4 海關(guān)檢查路徑（Path）參數(shù)設(shè)置.26 表3.5 傳送帶（Conveyor）參數(shù)設(shè)置.26 表3.6 海關(guān)檢

11、查基本節(jié)點(diǎn)（BasicNode）參數(shù)設(shè)置.26 表3.7 轉(zhuǎn)移節(jié)點(diǎn)（TransferNode）參數(shù)設(shè)置.27 表3.8 退出對象（Sink）參數(shù)設(shè)置.27 表3.9 各種中轉(zhuǎn)類型旅客序列表.28 表3.10 各中轉(zhuǎn)設(shè)施資源的使用和運(yùn)行情況.41 表3.11 T2航站樓旅客中轉(zhuǎn)流程耗時(shí)（單位：分鐘）.42 表4.1 各中轉(zhuǎn)設(shè)施的資源優(yōu)化配置結(jié)果.45 表4.2 優(yōu)化系統(tǒng)旅客中轉(zhuǎn)流程耗時(shí)（單位：分鐘）.49 表4.3 各中轉(zhuǎn)服務(wù)資源的服務(wù)數(shù)據(jù).50 表4.4 中轉(zhuǎn)設(shè)施全天資源開放時(shí)間（單位：分鐘）.51 表4.5 中轉(zhuǎn)區(qū)服務(wù)人數(shù)的對比仿真統(tǒng)計(jì).53 表4.6 中轉(zhuǎn)航班數(shù)的對比仿真統(tǒng)計(jì).54 承諾書

12、 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含任何他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 本人授權(quán)南京航空航天大學(xué)可以有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱,可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。 (保密的學(xué)位論文在解密后適用本承諾書) 作者簽名： 日 期： 南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文 1第一章 緒論 1.1 研究背景和目的 改革開放使中國的民航業(yè)獲得了快速的發(fā)展，無

13、論是在市場覆蓋上還是在機(jī)隊(duì)規(guī)模上都取得了較大的進(jìn)步。于此同時(shí)，我國民航在世界上的地位也不斷攀升，成為了運(yùn)輸量僅次于美國的第二民航大國。但是，從民航大國向民航強(qiáng)國的邁進(jìn)單單依靠以往的成績是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，我國的民航業(yè)發(fā)展還存在許多問題。從整體上來看，基礎(chǔ)設(shè)施、航班密度和規(guī)模效益等方面存在很多的不足1。因此，從有效利用航空資源的角度來講，加速建立航空樞紐，優(yōu)化航線布局模式，是中國民航運(yùn)輸業(yè)面臨的重要任務(wù)。 隨著中國航空運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展和航空需求的急劇增長，機(jī)場容量已經(jīng)逐漸達(dá)到飽和狀態(tài)，隨之出現(xiàn)了一系列問題，比如高峰時(shí)段的機(jī)場擁擠狀況、飛機(jī)延誤增加和服務(wù)質(zhì)量嚴(yán)重下降等等。這些問題的出現(xiàn)不僅限制了機(jī)場的發(fā)

14、展，更是直接影響了我國樞紐機(jī)場的建設(shè)。導(dǎo)致這些問題產(chǎn)生的根本原因在于機(jī)場資源有限性與航空需求快速增長之間的矛盾，而要解決這些問題就必須要對機(jī)場的關(guān)鍵資源進(jìn)行合理的優(yōu)化配置2。目前，國內(nèi)各大機(jī)場的資源已經(jīng)很難有效地滿足快速增長的航空運(yùn)輸需求，機(jī)場的服務(wù)水平也不符合國際標(biāo)準(zhǔn)。因此，無論是機(jī)場當(dāng)局還是航空公司，都希望盡快改善機(jī)場目前的現(xiàn)狀。 對于樞紐機(jī)場而言，如何提高旅客的中轉(zhuǎn)流程效率是機(jī)場實(shí)現(xiàn)自身樞紐戰(zhàn)略目標(biāo)的關(guān)鍵性技術(shù)。樞紐機(jī)場是位于中樞輻射航線網(wǎng)絡(luò)的重要節(jié)點(diǎn)上，具有較大業(yè)務(wù)規(guī)模和較高中轉(zhuǎn)比例與中轉(zhuǎn)效率的機(jī)場。建設(shè)樞紐機(jī)場的關(guān)鍵問題之一就是如何使得旅客的中轉(zhuǎn)銜接時(shí)間最短，因?yàn)橹修D(zhuǎn)旅客的最短銜接時(shí)

15、間（MCT，即保證旅客及行李準(zhǔn)確地從入港航班運(yùn)送到離港航班的最短時(shí)間）是樞紐機(jī)場競爭力的重要體現(xiàn)，成功的樞紐機(jī)場必須具有可接受的最短銜接時(shí)間3。因此提高旅客中轉(zhuǎn)效率的關(guān)鍵就是縮短旅客的最短銜接時(shí)間，決定中轉(zhuǎn)旅客最短銜接時(shí)間的因素主要有三方面：完善的中轉(zhuǎn)設(shè)備，滿足樞紐運(yùn)作的業(yè)務(wù)流程和穩(wěn)定且協(xié)調(diào)的部門協(xié)作關(guān)系4。因此，本課題的提出就是要對樞紐機(jī)場的旅客中轉(zhuǎn)效率進(jìn)行優(yōu)化，從機(jī)場資源配置的角度出發(fā)，通過對中轉(zhuǎn)設(shè)施資源的合理及有效地配置來縮短中轉(zhuǎn)旅客的整個(gè)流程耗時(shí)。 1.2 中轉(zhuǎn)流程關(guān)鍵問題 對于樞紐機(jī)場而言，其內(nèi)部運(yùn)行組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜，航站樓各流程布局一旦完成，就會對機(jī)場運(yùn)營產(chǎn)生重大影響5。因此，航站區(qū)內(nèi)

16、的旅客中轉(zhuǎn)流程設(shè)計(jì)在樞紐機(jī)場中顯得尤為重要。由于中轉(zhuǎn)流程相對較為復(fù)雜，所以與普通的直達(dá)旅客相比，中轉(zhuǎn)旅客需要占用更多的機(jī)場資源6，為此，機(jī)場當(dāng)局必須高度重視中轉(zhuǎn)設(shè)施資源的配置。而由于每個(gè)中轉(zhuǎn)航班上的旅客從下機(jī)到抵達(dá)中轉(zhuǎn)區(qū)的時(shí)間相對較為集中，因此這又給機(jī)場的工作人員和中轉(zhuǎn)設(shè)施帶來了巨大的壓力。圖樞紐機(jī)場中轉(zhuǎn)資源配置仿真優(yōu)化研究 2 1.1為航班MU2336上的旅客從下機(jī)到抵達(dá)中轉(zhuǎn)區(qū)的時(shí)間分布圖，可以看出，中轉(zhuǎn)旅客的到達(dá)存在一個(gè)短時(shí)間的峰值。這種短時(shí)間內(nèi)的大量旅客流對機(jī)場的中轉(zhuǎn)資源構(gòu)成了嚴(yán)峻的考驗(yàn)，往往會出現(xiàn)中轉(zhuǎn)資源有時(shí)稀缺緊張，有時(shí)閑置浪費(fèi)的情況。這種中轉(zhuǎn)流程中設(shè)施資源配置與中轉(zhuǎn)旅客流量不匹配的

17、問題給樞紐機(jī)場的運(yùn)行和發(fā)展帶來了較大的困難，因此也就成為了機(jī)場當(dāng)局急于解決的問題。 中轉(zhuǎn)航班旅客到達(dá)中轉(zhuǎn)廳的分布圖05101520253012345678910111213141516距旅客下機(jī)后時(shí)間（分鐘）旅客到達(dá)中轉(zhuǎn)廳比例（%） 圖1.1 中轉(zhuǎn)航班MU2336旅客到達(dá)中轉(zhuǎn)區(qū)分布圖 根據(jù)以上分析，樞紐機(jī)場旅客中轉(zhuǎn)流程優(yōu)化的重要性就在于，旅客的中轉(zhuǎn)流程是樞紐機(jī)場運(yùn)行的核心組成部分。如何提高旅客的中轉(zhuǎn)流程效率，使旅客能夠順暢無阻高效快速地完成中轉(zhuǎn)是機(jī)場管理者們比較關(guān)心的問題。樞紐機(jī)場的中轉(zhuǎn)流程包括旅客下機(jī)、到達(dá)中轉(zhuǎn)區(qū)入口、中轉(zhuǎn)值機(jī)、海關(guān)檢查、邊防檢查、檢驗(yàn)檢疫、安全檢查和出發(fā)候機(jī)等，這些中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)

18、并不是獨(dú)立的，而是相互影響的，任何兩個(gè)環(huán)節(jié)之間都可能有直接或者間接的關(guān)系。從整體上講，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了旅客擁堵或者旅客排隊(duì)時(shí)間過長等現(xiàn)象都會直接影響整個(gè)中轉(zhuǎn)流程的效率。因此，在進(jìn)行優(yōu)化的過程中必須考慮整體優(yōu)化的問題，由此可見樞紐機(jī)場旅客中轉(zhuǎn)流程優(yōu)化的復(fù)雜性。 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 機(jī)場系統(tǒng)是由許多子系統(tǒng)組成的復(fù)雜系統(tǒng)7，因此，機(jī)場系統(tǒng)仿真的研究內(nèi)容也相當(dāng)廣泛。從已有的計(jì)算機(jī)仿真研究情況來看，機(jī)場系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真的研究內(nèi)容主要集中在機(jī)場跑道、滑行道和停機(jī)坪等飛行區(qū)系統(tǒng)。旅客中轉(zhuǎn)流程優(yōu)化問題是在樞紐機(jī)場形成和發(fā)展的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，也就是說，它是在機(jī)場的吞吐量達(dá)到一定規(guī)模后才出現(xiàn)的問題，而且旅客中轉(zhuǎn)

19、流程是機(jī)場針對中轉(zhuǎn)這一特殊的運(yùn)輸形式而設(shè)計(jì)的一種特殊的生產(chǎn)方式。因此，國內(nèi)外對于中轉(zhuǎn)流程優(yōu)化問題的研究相對較少，大多數(shù)都是在研究航站樓系統(tǒng)和容量評估的過程中一帶而過，對于中轉(zhuǎn)流程的專項(xiàng)研究還不夠深入，樞紐機(jī)場旅客中轉(zhuǎn)優(yōu)化問題的研究尚屬于起步階段。國內(nèi)外專家、學(xué)者對這一問題的相關(guān)研究綜述如下。 南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文 31.3.1 國外研究現(xiàn)狀分析 Hee King Jim和Zeph Yun Chang8（1998）利用SLAM仿真語言為機(jī)場旅客航站樓開發(fā)了一個(gè)通用的仿真設(shè)計(jì)模型。該模型通過展示的動畫對旅客航站樓的布局包括其中的設(shè)施進(jìn)行了仿真，提供了系統(tǒng)每個(gè)部分（包括國際和國內(nèi)旅客和行李）

20、的圖標(biāo)表示。模型通過了新加坡樟宜機(jī)場運(yùn)行數(shù)據(jù)的驗(yàn)證。 Michel R., van der Weij和Simon W.9（1999）考慮到旅客的行為很難用簡單的數(shù)學(xué)模型來定義，因此用仿真的方法來模擬旅客的行為過程從而找到瓶頸和有效的解決方法。他們描述了旅客在機(jī)場的整個(gè)處理過程，并進(jìn)行了分析和重新設(shè)計(jì)，其中動態(tài)模型占了很重要的地位。 Kiran.A.S., Cetinkaya.T.和Og.S.10（2000）描述了一項(xiàng)土耳其伊斯坦布爾阿塔圖爾克機(jī)場新建國際航站樓的仿真模型開發(fā)項(xiàng)目。該仿真模型用來幫助評估旅客流從進(jìn)入航站樓到登機(jī)的整個(gè)過程，這其中也包括了行李流和飛機(jī)流；同時(shí)模型定義了系統(tǒng)的容量。該

21、模型已經(jīng)被用來進(jìn)行運(yùn)行規(guī)劃、培訓(xùn)和航站樓的動態(tài)展示。從模型的仿真結(jié)果來看，它計(jì)算了新航站樓全年服務(wù)旅客的數(shù)量，證實(shí)了航站樓即使是在全年或全天的高峰期也能滿足容量的要求。模型也說明每日的航班計(jì)劃和登機(jī)門指派在使系統(tǒng)容量最大化的過程中是很重要的。 Hafizogullari.S., Chinnusamy.P.和Tunasar.C.11（2002）從航空公司的角度出發(fā)探討了旅客聯(lián)程中轉(zhuǎn)問題，并利用仿真的方法來評估一個(gè)航空公司中轉(zhuǎn)航班的最小銜接時(shí)間，同時(shí)考慮了航空公司所在樞紐機(jī)場的設(shè)計(jì)布局和運(yùn)行規(guī)則。用一個(gè)真實(shí)的例子，即通過美國三角航空公司在肯尼迪國際機(jī)場的全新運(yùn)營規(guī)則來說明仿真在一個(gè)機(jī)場的設(shè)計(jì)過程中

22、占有重要的戰(zhàn)略規(guī)劃地位。 Richard de Neufville, Alexandre G.de Barros和Steven C.Belin12（2002）設(shè)計(jì)了一種新穎的分析方法來定義機(jī)場旅客航站樓的最優(yōu)結(jié)構(gòu)。這種方法首先明確地提出了以往文獻(xiàn)中常常忽略的兩個(gè)重要的實(shí)際因素：（1）中轉(zhuǎn)旅客的重要性，他們構(gòu)成了旅客總數(shù)的50%以上。（2）航空公司指派航班登機(jī)門的最優(yōu)化方法可以使旅客在銜接航班之間的步行距離最小。該分析方法首先把計(jì)算旅客步行距離的問題分成兩部分，其中阻抗矩陣表示根據(jù)航站樓的設(shè)計(jì)理念而計(jì)算得到的登機(jī)門之間的距離或到達(dá)的困難等級，流量矩陣表示在相應(yīng)銜接登機(jī)門之間的旅客數(shù)量。這些矩陣對

23、應(yīng)地交叉相乘即可得到旅客-阻抗矩陣，它代表了旅客步行距離或步行時(shí)間的分布，對比這些距離可以顯示出不同航站樓構(gòu)型的優(yōu)點(diǎn)。結(jié)果證明，從旅客的角度考慮，門位智能管理下的線型中置式指廊相比于其他構(gòu)型具有更大的優(yōu)勢。 Takakuwa.S.和Oyama.T.13（2003）利用仿真的方法模擬了整個(gè)機(jī)場航班樓，并分析了旅客流，尤其是國際出發(fā)的旅客。首先，實(shí)驗(yàn)計(jì)算了旅客在航站樓內(nèi)接受服務(wù)所需時(shí)間，發(fā)現(xiàn)在值機(jī)柜臺處的等待時(shí)間占旅客在機(jī)場總等待時(shí)間的80%以上。然后設(shè)計(jì)了一個(gè)特殊的數(shù)據(jù)生成器來獲得執(zhí)行仿真程序所需要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)證明，用增加工作員工和利用頭等艙和公務(wù)艙的樞紐機(jī)場中轉(zhuǎn)資源配置仿真優(yōu)化研究 4 值

24、機(jī)柜臺來服務(wù)經(jīng)濟(jì)艙旅客的方法可以大大地減少誤機(jī)的旅客數(shù)量。 A.Temme和R.Kruse14（2006）在分析機(jī)場陸側(cè)部分的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一個(gè)完整的機(jī)場仿真系統(tǒng)。應(yīng)用模糊聚類的方法從系統(tǒng)中抽取數(shù)據(jù)，提供了確定條件下中轉(zhuǎn)旅客占總旅客的比例數(shù)。由此得出，中轉(zhuǎn)旅客率由航班時(shí)間、旅客步行距離和機(jī)型共同決定。在此基礎(chǔ)上如果再配合專家預(yù)測法就可以對航站樓內(nèi)的旅客分布情況做出可靠的分析。 由于旅客中轉(zhuǎn)流程系統(tǒng)中部分組成元素與值機(jī)系統(tǒng)類似，都屬于旅客排隊(duì)系統(tǒng)，因此可以借鑒國外先進(jìn)的值機(jī)研究理論加以應(yīng)用。這其中包括，Chun15（1999）開發(fā)了一個(gè)知識庫仿真系統(tǒng)來預(yù)測一個(gè)國際機(jī)場的資源需求，該系統(tǒng)可以有效地

25、配置現(xiàn)有值機(jī)柜臺。Ahn S.B.和Park Y.16（2003）根據(jù)旅客到達(dá)機(jī)場的行為規(guī)律建立了值機(jī)柜臺指派優(yōu)化模型。建立模型時(shí)，采用了旅客調(diào)查的方式來獲得旅客依據(jù)自身航班離港時(shí)刻到達(dá)機(jī)場航站樓的時(shí)間。然后此模型運(yùn)用旅客到達(dá)分布來計(jì)算值機(jī)柜臺最適合的開放數(shù)量及每個(gè)柜臺應(yīng)該開放的時(shí)段。Yan17（2004）開發(fā)了一個(gè)整數(shù)規(guī)劃模型來協(xié)助機(jī)場當(dāng)局分配公用值機(jī)柜臺，而后又于2005年18繼續(xù)研究了柜臺數(shù)量變化引起的不一致性問題，并給出了解法步驟。Nico M. van Dijk和Erik van der Sluis19（2006）提出了值機(jī)柜臺分配問題需要隨機(jī)性方法（仿真）和確定性方法（整數(shù)規(guī)劃）相

26、結(jié)合來解決，文中對穩(wěn)定和變化容量下的開放間隔都作了研究。 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析 國內(nèi)對于樞紐機(jī)場旅客中轉(zhuǎn)流程方面的研究也相對較少，文獻(xiàn)20討論了樞紐機(jī)場的優(yōu)點(diǎn)是可以大大增加航空公司飛機(jī)的載客率，從而提高航空公司的經(jīng)濟(jì)效益。曹燕21（2005）研究了旅客登機(jī)流程和行李流程兩個(gè)部分，并針對其特點(diǎn)進(jìn)行了優(yōu)化，另外還提出了登機(jī)口優(yōu)化模型的表上作業(yè)算法。王志清22（2006）運(yùn)用排隊(duì)論和線性規(guī)劃等理論和方法，對航站樓旅客流程中的重要環(huán)節(jié)開展了深入的優(yōu)化研究。對值機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化、安檢系統(tǒng)優(yōu)化、值機(jī)和安檢的銜接優(yōu)化、行李優(yōu)化以及登機(jī)口調(diào)度等一系列問題進(jìn)行了研究。高金華和蔣鳳偉23（2006）采用了一種新

27、方法，即基于中轉(zhuǎn)旅客步行距離的方法來確定樞紐機(jī)場旅客航站樓面向旅客的最優(yōu)構(gòu)型。該方法通過使用簡便的電子數(shù)據(jù)表工具，分析在各種組合的流量下，相應(yīng)旅客航站樓構(gòu)型的運(yùn)行表現(xiàn)。房萍24（2006）選擇樞紐機(jī)場旅客航站樓作為研究對象，在現(xiàn)有機(jī)場設(shè)計(jì)理論的基礎(chǔ)之上，通過比較分析的方法，研究樞紐機(jī)場旅客航站樓的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。夏薔薇25（2008）建立了旅客中轉(zhuǎn)流程仿真模型，分析了現(xiàn)行中轉(zhuǎn)流程的運(yùn)行效率及瓶頸環(huán)節(jié)，提出了目標(biāo)機(jī)場旅客中轉(zhuǎn)流程優(yōu)化意見，通過優(yōu)化中轉(zhuǎn)廳的結(jié)構(gòu)布局重新設(shè)計(jì)了中轉(zhuǎn)流程方案。朱金福26在專著航空運(yùn)輸規(guī)劃里對樞紐機(jī)場運(yùn)行規(guī)劃做了比較詳盡的闡述，論述了樞紐機(jī)場的運(yùn)行特點(diǎn)、旅客中轉(zhuǎn)流程的規(guī)劃、行李

28、中轉(zhuǎn)流程的規(guī)劃以及樞紐機(jī)場停機(jī)位的指派問題，并且給出了機(jī)場設(shè)計(jì)旅客中轉(zhuǎn)流程應(yīng)遵守的原則。 南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文 5目前國內(nèi)對于航站樓內(nèi)旅客流的研究絕大多數(shù)是通過仿真的方法實(shí)現(xiàn)的，倪桂明和楊東援27（2002）分析了機(jī)場系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真研究的不足，提出了有待進(jìn)一步研究的內(nèi)容，結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展，指出了機(jī)場系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真研究的方向。并于同年28通過對航站樓旅客流特性的分析，采用面向?qū)ο蠓椒ǎ⒘撕秸緲强土鞣抡嫦到y(tǒng)模型，利用Visual C+6.0等軟件開發(fā)了航站樓旅客流仿真系統(tǒng)。劉靜莉29（2005）在對航站樓旅客流程研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合仿真技術(shù)，建立了航站樓旅客流程模型，對各種流程進(jìn)

29、行仿真評估和優(yōu)化。陳欣，陸迅，朱金福和Michael Kunz等人30（2007）利用Promodel軟件建立了機(jī)場在不同條件下的仿真模型，以實(shí)現(xiàn)對機(jī)場容量評估和容量瓶頸的分析。于飛31（2007）利用Service Model建立了機(jī)場航站樓旅客離港流程模型，分析了流程的服務(wù)效率，提出了優(yōu)化意見，評估了航站樓的服務(wù)質(zhì)量和容量，并優(yōu)化了安檢流程。陸迅，唐小衛(wèi)和朱金福等人32（2009）根據(jù)對上海虹橋機(jī)場航站樓旅客離港流程的調(diào)查和旅客行為分析，用ServiceModel軟件開發(fā)了該機(jī)場航站樓旅客離港流程的仿真系統(tǒng)。石麗娜，周慧艷和于飛等人33（2009）將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用于機(jī)場管理，建立整個(gè)機(jī)

30、場系統(tǒng)及其子系統(tǒng)的仿真模型，對航站樓的旅客離港流程進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真，并利用計(jì)算機(jī)和設(shè)計(jì)好的模型，建立了航站樓旅客離港仿真系統(tǒng)模型。施瑋靜，華誠和丁光宏34（2010）提出一個(gè)有效的優(yōu)化方案來優(yōu)化到達(dá)上海的國內(nèi)航班，使在機(jī)場之間換乘的旅客總?cè)舜巫钌?。夏倩?5（2009）對值機(jī)柜臺的旅客排隊(duì)方式進(jìn)行了優(yōu)化并實(shí)現(xiàn)了動態(tài)分配柜臺仿真，實(shí)現(xiàn)了對值機(jī)柜臺排隊(duì)過程和分配方式的逐步優(yōu)化。 由此可見，大多數(shù)國內(nèi)外學(xué)者對于機(jī)場旅客中轉(zhuǎn)流程的研究主要集中在數(shù)據(jù)分析和航站樓中轉(zhuǎn)區(qū)結(jié)構(gòu)布局研究的層面上。因此，本文所專注的問題在于如何優(yōu)化機(jī)場內(nèi)旅客的中轉(zhuǎn)效率，通過中轉(zhuǎn)流程中設(shè)施資源配置與中轉(zhuǎn)旅客流量的匹配研究來縮短旅客

31、的中轉(zhuǎn)耗時(shí)并提高機(jī)場資源的利用率，從而獲得機(jī)場和旅客兩方面的雙贏。 1.4 研究內(nèi)容與方法 1.4.1 研究內(nèi)容 本文將在對國內(nèi)外機(jī)場仿真技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，對大型樞紐機(jī)場的中轉(zhuǎn)資源優(yōu)化配置進(jìn)行重點(diǎn)研究，并利用所提出的技術(shù)設(shè)計(jì)目標(biāo)機(jī)場旅客中轉(zhuǎn)流程仿真優(yōu)化系統(tǒng)。具體的研究內(nèi)容有： 1熟悉并了解目前機(jī)場旅客中轉(zhuǎn)流程的運(yùn)行規(guī)則和操作方法，分析現(xiàn)有流程中存在的運(yùn)行瓶頸，研究如何解決這些問題并改進(jìn)資源的分配方式； 2運(yùn)用離散事件系統(tǒng)仿真方法，按照仿真系統(tǒng)開發(fā)的步驟建立目標(biāo)機(jī)場的中轉(zhuǎn)流程運(yùn)行仿真模型； 3利用現(xiàn)有的調(diào)研數(shù)據(jù)模擬目標(biāo)機(jī)場中轉(zhuǎn)流程的運(yùn)行現(xiàn)狀，按照機(jī)場的服務(wù)水平和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析和評估，發(fā)現(xiàn)其中存在的

32、運(yùn)行瓶頸并提供改進(jìn)意見； 樞紐機(jī)場中轉(zhuǎn)資源配置仿真優(yōu)化研究 6 4根據(jù)改進(jìn)方案進(jìn)行仿真優(yōu)化，驗(yàn)證優(yōu)化方案的正確性和實(shí)用性，并實(shí)現(xiàn)中轉(zhuǎn)流程系統(tǒng)運(yùn)行效率的優(yōu)化； 5利用優(yōu)化后的仿真系統(tǒng)在確定的機(jī)場服務(wù)水平條件下，根據(jù)每日中轉(zhuǎn)航班的情況為每個(gè)航班分配合理的中轉(zhuǎn)資源，實(shí)現(xiàn)資源的按需分配，在調(diào)整現(xiàn)有資源或增加少許資源的基礎(chǔ)上優(yōu)化旅客中轉(zhuǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，并評估中轉(zhuǎn)區(qū)的容量。 1.4.2 研究方法 本論文以大量收集和閱讀相關(guān)的文獻(xiàn)資料為基礎(chǔ)，充分借鑒國內(nèi)外先進(jìn)的理論成果，以軟件工程、排隊(duì)論和系統(tǒng)仿真等基本理論為依據(jù)，根據(jù)提出問題、明確流程、構(gòu)建模型、開發(fā)系統(tǒng)、驗(yàn)證系統(tǒng)、分析結(jié)果和優(yōu)化系統(tǒng)的思路對大型樞紐機(jī)場

33、中轉(zhuǎn)流程的仿真技術(shù)進(jìn)行了有益的探索性研究。 首先明確機(jī)場旅客中轉(zhuǎn)區(qū)的基本運(yùn)行流程，然后在此基礎(chǔ)上建立機(jī)場旅客中轉(zhuǎn)流程仿真模型，采用SIMIO平臺設(shè)計(jì)目標(biāo)機(jī)場旅客中轉(zhuǎn)流程仿真系統(tǒng)，模擬機(jī)場旅客中轉(zhuǎn)流程運(yùn)行現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)其中存在的運(yùn)行瓶頸，提出優(yōu)化方案，并利用仿真優(yōu)化系統(tǒng)獲得在滿足機(jī)場服務(wù)水平時(shí)，各種中轉(zhuǎn)資源的實(shí)際需求量。 1.5 論文結(jié)構(gòu) 本文用五個(gè)章節(jié)對上述研究內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)論述，具體安排見表1.1。 南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文 7表1.1 論文章節(jié)安排和主要內(nèi)容 章 節(jié) 主要內(nèi)容 第一章 緒論 1.1 研究背景和目的 1.2 中轉(zhuǎn)流程關(guān)鍵問題 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.4 研究內(nèi)容與方法 1.

34、5 論文結(jié)構(gòu) 介紹了論文的研究背景與目的，闡述了中轉(zhuǎn)流程中的關(guān)鍵問題，綜述了中轉(zhuǎn)流程問題研究和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，概述了論文的研究內(nèi)容、方法和文章結(jié)構(gòu)。 第二章 機(jī)場中轉(zhuǎn)流程仿真建模 2.1 中轉(zhuǎn)流程及相關(guān)環(huán)節(jié) 2.2 系統(tǒng)仿真與SIMIO仿真平臺2.3 旅客中轉(zhuǎn)流程仿真模型 2.4本章小結(jié) 介紹了機(jī)場的基本中轉(zhuǎn)流程及相關(guān)環(huán)節(jié)，介紹了SIMIO仿真平臺的特點(diǎn)和優(yōu)勢，建立了機(jī)場旅客中轉(zhuǎn)流程仿真模型。 第三章 中轉(zhuǎn)流程仿真系統(tǒng)開發(fā)與分析 3.1 中轉(zhuǎn)流程仿真系統(tǒng)開發(fā) 3.2 仿真系統(tǒng)驗(yàn)證 3.3 仿真結(jié)果分析 3.4 中轉(zhuǎn)流程運(yùn)行瓶頸分析 3.5 本章小結(jié) 利用SIMIO仿真平臺開發(fā)了中轉(zhuǎn)流程仿真系統(tǒng)

35、，通過驗(yàn)證后分析了機(jī)場現(xiàn)行中轉(zhuǎn)流程的運(yùn)行情況，找出了影響機(jī)場服務(wù)質(zhì)量的瓶頸并提出了基本的優(yōu)化方案。 第四章 機(jī)場中轉(zhuǎn)資源配置仿真優(yōu)化 4.1 模型優(yōu)化目標(biāo) 4.2 優(yōu)化模型構(gòu)建 4.3 中轉(zhuǎn)資源配置優(yōu)化調(diào)整結(jié)果4.4 資源配置仿真優(yōu)化結(jié)果分析4.5中轉(zhuǎn)區(qū)容量評估 4.6本章小結(jié) 針對目標(biāo)機(jī)場現(xiàn)行中轉(zhuǎn)流程中的瓶頸環(huán)節(jié)，以基于資源配置優(yōu)化的思想建立仿真優(yōu)化模型，并開發(fā)了機(jī)場中轉(zhuǎn)資源配置仿真優(yōu)化系統(tǒng)，為中轉(zhuǎn)航班動態(tài)指派中轉(zhuǎn)資源，并評估了中轉(zhuǎn)區(qū)的容量。 第五章 總結(jié)與展望 5.1 論文工作總結(jié) 5.2 研究展望 對全文進(jìn)行總結(jié)，探討今后可以繼續(xù)研究的方向。 樞紐機(jī)場中轉(zhuǎn)資源配置仿真優(yōu)化研究 8 第二章

36、 機(jī)場中轉(zhuǎn)流程仿真建模 旅客中轉(zhuǎn)流程設(shè)計(jì)是建設(shè)樞紐機(jī)場的關(guān)鍵要素，它直接決定了旅客最短銜接時(shí)間和機(jī)場中轉(zhuǎn)效率。旅客中轉(zhuǎn)流程設(shè)計(jì)的基本要求是：中轉(zhuǎn)手續(xù)盡可能簡捷，旅客中轉(zhuǎn)行走距離盡可能縮短。為實(shí)現(xiàn)這些要求，設(shè)計(jì)旅客中轉(zhuǎn)流程應(yīng)遵守以下原則： 1旅客中轉(zhuǎn)流程應(yīng)該與到達(dá)流程和出發(fā)流程相互隔離。例如設(shè)置專門的中轉(zhuǎn)航站樓或?qū)ｉT的中轉(zhuǎn)樓層，旅客可以在同一層樓內(nèi)辦完中轉(zhuǎn)手續(xù)，并且與其它流程不相互干擾； 2中轉(zhuǎn)設(shè)施都設(shè)在隔離區(qū)內(nèi)，減少流程長度； 3中轉(zhuǎn)值機(jī)柜臺設(shè)在候機(jī)廳兩側(cè)，以方便旅客辦理中轉(zhuǎn)手續(xù)； 4如果旅客在起點(diǎn)站即已辦好中轉(zhuǎn)登機(jī)手續(xù)，應(yīng)設(shè)有地面引導(dǎo)人員引導(dǎo)旅客登機(jī)； 5應(yīng)盡量使用廊橋上下機(jī)； 6中轉(zhuǎn)標(biāo)志設(shè)

37、置應(yīng)當(dāng)醒目清晰，避免旅客因信息不清而耽誤乘機(jī)。 2.1 中轉(zhuǎn)流程及相關(guān)環(huán)節(jié) 一般來說，旅客中轉(zhuǎn)類型可以分為國內(nèi)轉(zhuǎn)國內(nèi)、國內(nèi)轉(zhuǎn)國際、國際轉(zhuǎn)國際和國際轉(zhuǎn)國內(nèi)等四種36。不同的中轉(zhuǎn)類型涉及了不同的中轉(zhuǎn)流程設(shè)施，機(jī)場旅客中轉(zhuǎn)流程設(shè)施主要包括中轉(zhuǎn)值機(jī)工作區(qū)、海關(guān)工作區(qū)、邊防工作區(qū)、檢驗(yàn)檢疫工作區(qū)和安檢工作區(qū)等。旅客需要根據(jù)自身的中轉(zhuǎn)類型來依次通過這些工作區(qū)從而完成中轉(zhuǎn)流程，如圖2.1所示。 旅客下機(jī)抵港長廊中轉(zhuǎn)類型國際轉(zhuǎn)國際轉(zhuǎn)機(jī)柜臺檢驗(yàn)檢疫海關(guān)中轉(zhuǎn)類型入境邊檢國內(nèi)轉(zhuǎn)國際轉(zhuǎn)機(jī)柜臺出境邊檢國際安檢國際出發(fā)候機(jī)國際轉(zhuǎn)國內(nèi)轉(zhuǎn)機(jī)柜臺國內(nèi)轉(zhuǎn)國內(nèi)轉(zhuǎn)機(jī)柜臺國內(nèi)安檢國內(nèi)出發(fā)候機(jī)國際轉(zhuǎn)國內(nèi)或國內(nèi)轉(zhuǎn)國際國際轉(zhuǎn)國際國內(nèi)轉(zhuǎn)國內(nèi)國

38、內(nèi)轉(zhuǎn)國際國際轉(zhuǎn)國內(nèi) 圖2.1 旅客中轉(zhuǎn)流程圖 南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文 92.1.1 中轉(zhuǎn)相關(guān)環(huán)節(jié) 1中轉(zhuǎn)值機(jī) 在中轉(zhuǎn)值機(jī)環(huán)節(jié)，機(jī)場普遍采用公用式的值機(jī)柜臺，即中轉(zhuǎn)旅客可以在任意一個(gè)相應(yīng)值機(jī)柜臺辦理中轉(zhuǎn)值機(jī)手續(xù)，因此每個(gè)旅客隊(duì)列對應(yīng)一個(gè)值機(jī)柜臺，基本不使用蛇形排隊(duì)等方式。而正是由于公用柜臺可為不同航空公司航班的旅客服務(wù)，因此資源使用效率明顯高于專用柜臺。辦理值機(jī)服務(wù)人員的服務(wù)速度及隊(duì)列長度決定高峰時(shí)段旅客排隊(duì)時(shí)間37。 中轉(zhuǎn)值機(jī)柜臺全天開放，中轉(zhuǎn)旅客隨到隨辦，這樣的開放原則雖然能夠方便旅客，有效地提高旅客值機(jī)滿意度，但是對于值機(jī)人員工作強(qiáng)度較輕，候機(jī)區(qū)有限以及航班信息更新不及時(shí)的機(jī)場，無疑

39、會帶來資源的浪費(fèi)，候機(jī)區(qū)工作負(fù)擔(dān)的增加，從而造成旅客不滿38。 2安全檢查 安檢包括旅客人身安檢和隨身行李安檢。安檢流程中主要影響效率的環(huán)節(jié)是安檢員對旅客的人身檢查和對行李的開箱檢查。安檢通道的寬度決定檢查通道的設(shè)置數(shù)量，通道數(shù)量是安檢效率的決定因素39。 3其他檢查 海關(guān)檢查對出入國境的一切商品和物品進(jìn)行監(jiān)督、檢查并照章征收關(guān)稅，包括行李檢查和相關(guān)違禁物品檢查；邊防檢查是國際航班旅客必經(jīng)的一道程序，邊防檢查主要檢查旅客的護(hù)照；檢驗(yàn)檢疫則包括衛(wèi)生檢疫、動植物檢疫和商品檢驗(yàn)等，以保障人員和動植物的安全衛(wèi)生和商品的質(zhì)量。 2.1.2 各種中轉(zhuǎn)類型流程 以上海浦東國際機(jī)場T2航站樓現(xiàn)行旅客中轉(zhuǎn)流程為例，各種中轉(zhuǎn)類型旅客的具體流程詳述如下。 1國內(nèi)中轉(zhuǎn)國內(nèi)流程：旅客下機(jī)到達(dá)國內(nèi)抵港區(qū)中轉(zhuǎn)區(qū)中部轉(zhuǎn)機(jī)柜臺辦理乘機(jī)手續(xù)中轉(zhuǎn)區(qū)國內(nèi)安檢國內(nèi)出發(fā)候機(jī)，流程如圖2.2所示。 樞紐機(jī)場中轉(zhuǎn)資源配置仿真優(yōu)化研究 10 國際安檢出境邊檢轉(zhuǎn)機(jī)柜臺轉(zhuǎn)機(jī)柜臺檢安內(nèi)國入境邊檢海關(guān)檢驗(yàn)檢疫國際轉(zhuǎn)國際轉(zhuǎn)機(jī)柜臺1231、國內(nèi)抵港長廊2、中轉(zhuǎn)廳入口3、國內(nèi)出發(fā)候機(jī) 圖2.2 國內(nèi)轉(zhuǎn)國內(nèi)中轉(zhuǎn)流程圖 2國內(nèi)中轉(zhuǎn)國際流程：旅客下機(jī)到達(dá)國內(nèi)抵港