建模論文---大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽_航班延誤問(wèn)題研究報(bào)告

1、-. z.航班延誤問(wèn)題研究摘要隨著我國(guó)民航運(yùn)輸業(yè)的快速開(kāi)展，我國(guó)民航業(yè)正在經(jīng)歷美國(guó)等西方興旺國(guó)家在上個(gè)世紀(jì)七十年代放松航空管制后航空業(yè)務(wù)量急劇膨脹，導(dǎo)致機(jī)場(chǎng)和空域擁堵嚴(yán)重、航班延誤快速增長(zhǎng)的局面。引起的乘客和航空公司之間糾紛也逐漸增多，如果不能及時(shí)解決，會(huì)激發(fā)兩者之間的矛盾，從而影響航空公司的聲譽(yù)。面對(duì)目前的形勢(shì)，我國(guó)民航局在2010年開(kāi)展了航班正常性和大面積航班延誤的專(zhuān)項(xiàng)整治工作，要求各民航各企事業(yè)單位采取措施努力做好航班延誤的治理工作，降低航班延誤對(duì)我國(guó)民航運(yùn)輸業(yè)的不利影響。本文基于收集得到的數(shù)據(jù)，分析國(guó)內(nèi)航班延誤的真實(shí)原因，并對(duì)航空公司及乘客如何應(yīng)對(duì)航班延誤提出合理的策略，構(gòu)建模型并對(duì)其

2、前景進(jìn)展分析，最后，本文基于航班總數(shù)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，對(duì)未來(lái)十年民航市場(chǎng)的開(kāi)展趨勢(shì)做出適當(dāng)預(yù)測(cè)。針對(duì)問(wèn)題一，我們將通過(guò)各種渠道了解國(guó)內(nèi)各航空公司航班記錄，特別是延誤的航班，以及后續(xù)措施的實(shí)施。記錄實(shí)情，通過(guò)分析證明結(jié)論的正確性。針對(duì)問(wèn)題二，我們首先對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)展統(tǒng)計(jì)并處理，得到航班總數(shù)，正常航班數(shù)，不正常航班數(shù)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，而且，在次根底之上，對(duì)因各種因素導(dǎo)致的航班延誤數(shù)進(jìn)展統(tǒng)計(jì)分析，充分挖掘航班延誤的幾個(gè)主要原因是航空公司自身原因，流量原因和天氣原因。同時(shí)，得到各個(gè)年份的導(dǎo)致航班延誤影響因素的比例分布表，緊接著做出這個(gè)比例分布表的直方圖，進(jìn)而依據(jù)數(shù)據(jù)特征并結(jié)合現(xiàn)實(shí)具體情況來(lái)分析航班延誤的四個(gè)

3、主要影響因素，最后我們得出結(jié)論：日益增長(zhǎng)的航空運(yùn)輸需求與有限的空域資源之間的矛盾是航班延誤的主導(dǎo)原因。針對(duì)問(wèn)題三，我們從航班延誤本錢(qián)最小和航班延誤時(shí)間最短兩個(gè)點(diǎn)入手，構(gòu)造動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型，最后利用匈牙利算法，為航空公司在航班延誤上提供了合理的管理措施，同時(shí)針對(duì)航班延誤的變化規(guī)律也為乘客做出了合理的出行建議。為了對(duì)未來(lái)十年國(guó)內(nèi)民航市場(chǎng)的開(kāi)展趨勢(shì)做適當(dāng)?shù)念A(yù)測(cè)，我們考慮從航班總數(shù)的角度入手，做出散點(diǎn)圖，分析其開(kāi)展趨勢(shì)，并基于MATLAB軟件用多項(xiàng)式擬合的方法得到一條擬合曲線，經(jīng)檢驗(yàn)，一次擬合的效果比擬好，所以，我們?cè)诖烁字系玫轿磥?lái)十年的航班總數(shù)的估計(jì)值，并得出結(jié)論，未來(lái)十年國(guó)內(nèi)民航行業(yè)的開(kāi)展具有非常

4、廣闊的潛力。關(guān)鍵字：統(tǒng)計(jì)航班延誤延誤本錢(qián)擬合一、問(wèn)題重述1、中國(guó)的航班延誤最嚴(yán)重，國(guó)際上航班延誤最嚴(yán)重的10個(gè)機(jī)場(chǎng)中，中國(guó)占了7個(gè)的結(jié)論是否正確？2、我國(guó)航班延誤的主要原因是什么？3、有什么改良措施？二、問(wèn)題分析2.1問(wèn)題一的分析問(wèn)題一要求統(tǒng)計(jì)國(guó)內(nèi)國(guó)際航班延誤數(shù)據(jù)，進(jìn)展合理處理，證明結(jié)論是否正確。首先，我們查閱國(guó)內(nèi)外各大航空公司的網(wǎng)頁(yè)和一些主要統(tǒng)計(jì)部門(mén)的相關(guān)信息，得到關(guān)于年度航班延誤的一些統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，并在此根底之上，考慮利用MATLAB軟件做出各種統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的散點(diǎn)圖，對(duì)各航空公司的實(shí)際情況分析，證明結(jié)論的正確性。2.2問(wèn)題二的分析問(wèn)題二要求我們分析我國(guó)航班延誤的主要原因是什么。顯然，航班延誤是當(dāng)前

5、國(guó)際民航業(yè)開(kāi)展中的一大難題，也是顧客對(duì)航空效勞質(zhì)量不滿(mǎn)意的主要內(nèi)容。根據(jù)收集得到的數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致航班延誤有兩大主要原因，一是航空公司自身的原因，涉及到航空公司自身的相關(guān)運(yùn)行管理；另外一方面是非航空公司自身因素，即空管流量控制，惡劣天氣，軍事活動(dòng)等非航空公司自身因素。為了問(wèn)題分析的方便，考慮對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)展更深層次的挖掘和處理，并且，有效結(jié)合實(shí)際情況，分析得出航班延誤的真實(shí)原因。2.3問(wèn)題三的分析問(wèn)題三要求我們根據(jù)數(shù)據(jù)分析提出改良的措施如航空公司的預(yù)定票策略，乘客購(gòu)置航空延誤保險(xiǎn)或恰中選擇出行方式等，我們通過(guò)分析歷年我國(guó)航班延誤率初步得出我國(guó)延誤的大致水平，然后從航班延誤本錢(qián)和航班延誤時(shí)長(zhǎng)兩個(gè)點(diǎn)

6、入手，構(gòu)造動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型，最后為航空公司提供了一種合理的管理措施，即在延誤時(shí)長(zhǎng)一定的合理*圍內(nèi)，滿(mǎn)足延誤本錢(qián)最小的建議。同時(shí)我們通過(guò)分析航班延誤率和延誤時(shí)長(zhǎng)的開(kāi)展規(guī)律，給乘坐飛機(jī)的乘客提出了幾種合理的意見(jiàn)，如周六航班延誤時(shí)間較長(zhǎng)且延誤的可能性更大，對(duì)于此種風(fēng)險(xiǎn)厭惡系數(shù)較大的乘客不建議在周六出行等。三、問(wèn)題假設(shè)1、假設(shè)收集到的數(shù)據(jù)真實(shí)可靠；2、假設(shè)各航空公司能制定切實(shí)的政策和措施；四、符號(hào)定義與說(shuō)明i飛機(jī)的指示j航班的下標(biāo)執(zhí)行航班f的飛機(jī)替換航班f的飛機(jī)可用飛機(jī)的就緒時(shí)間集合最早延誤航班之后的航班按原方案到達(dá)時(shí)間集合F最早延誤航班之后的航班集合A最早延誤航班之后可用的飛機(jī)集合能夠在m機(jī)場(chǎng)維修的機(jī)型

7、為I的飛機(jī)集合Z當(dāng)天備用飛機(jī)和修復(fù)飛機(jī)的集合時(shí)間對(duì)i到j(luò)的航班取消航班f的標(biāo)志，1為取消，0為不取消旅客的失望溢出本錢(qián)v乘客數(shù)w該航班上的平均票價(jià)I時(shí)刻就緒的飛機(jī)執(zhí)行j時(shí)刻的航班及后續(xù)航班的延誤本錢(qián)1表示當(dāng)天有可用飛機(jī)b指派給航班f，0表示沒(méi)有把航班f指派給備用飛機(jī)的本錢(qián)航班f在時(shí)間對(duì)i和j之間經(jīng)過(guò)的機(jī)場(chǎng)數(shù)五、模型的建立與求解5.1 問(wèn)題一的分析下列圖是2015年5月2日南苑機(jī)場(chǎng)CA1835一天的航班飛行情況圖1.1從今日CA1835航班起飛狀況，共23個(gè)時(shí)間點(diǎn)，航班延誤19個(gè)，占82.6%。從這可以看出國(guó)內(nèi)航班延誤的嚴(yán)重性。圖1.22015年5月2號(hào)全國(guó)航班延誤情況圖示說(shuō)明：表示機(jī)場(chǎng)正常表示

8、機(jī)場(chǎng)局部航班延誤表示機(jī)場(chǎng)大面積延誤表示機(jī)場(chǎng)當(dāng)前沒(méi)有航班起降表示當(dāng)前機(jī)場(chǎng)狀態(tài)無(wú)法判斷圖示等級(jí)：大型機(jī)場(chǎng)中型機(jī)場(chǎng)小型機(jī)場(chǎng)從全國(guó)來(lái)看，航班延誤的機(jī)場(chǎng)主要分布在北上廣地區(qū)，*和臺(tái)北桃園機(jī)場(chǎng)出現(xiàn)大面積航班延誤，因此全國(guó)航班延誤情況依舊值得關(guān)注。5.2問(wèn)題二的分析與處理航班延誤是指航班降落時(shí)間比方案降落時(shí)間航班時(shí)刻表上的時(shí)間延遲30分鐘以上或航班取消的情況。日常生活中航班延誤不僅影響著乘客的心情，也影響著航空公司的運(yùn)行效率和效勞質(zhì)量，所以我們一般使用準(zhǔn)點(diǎn)率來(lái)衡量承運(yùn)人運(yùn)輸效率和運(yùn)輸質(zhì)量。準(zhǔn)點(diǎn)率，又稱(chēng)正點(diǎn)率、航班正常率，是指航空旅客運(yùn)輸部門(mén)在執(zhí)行運(yùn)輸方案時(shí)，航班實(shí)際出發(fā)時(shí)間與方案出發(fā)時(shí)間的較為一致的航班數(shù)量

9、與全部航班數(shù)量的比率下表2-1是我國(guó)2006年至2011年的年度航班延誤統(tǒng)計(jì)情況，可以看出航班的正常率普遍高于80%，而這一數(shù)據(jù)明顯高于43家國(guó)際主要航空公司的航班平均準(zhǔn)點(diǎn)率76.54%1：表2-1年度航班延誤統(tǒng)計(jì)情況類(lèi)別時(shí)間航班數(shù)正常航班數(shù)不正常航班數(shù)正常率航空公司原因流量原因天氣原因其他20061530443 1254258 276185 81.95%117711 57570 75797 25107 20071613786 1331955 281831 82.54%126374 58741 79937 16778 20081528208 1274090 254140 83.37%11684

10、2 58516 59398 19384 20091759438 1437036 322601 81.68%135921 72544 75676 38460 20102010652 1617150 403511 80.43%163821 105611 78802 55278 20112204147 1861196 343050 84.44%128426 93911 61255 59458 圖2.1是我國(guó)06-11年航班數(shù)的開(kāi)展情況，以及不正常航班數(shù)的變化趨勢(shì)，初步分析可以得出，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的開(kāi)展，飛機(jī)作為一種交通工具越來(lái)越普遍，而需求的增加勢(shì)必引起供應(yīng)的增加，但是航班數(shù)的增加，所帶來(lái)的航班延誤也

11、同比小幅上升，而且居高不下，這確實(shí)需要航空公司的進(jìn)一步合理規(guī)劃。圖2.1 06-11年我國(guó)航班變化情況一般來(lái)說(shuō)，航班的延誤主要有以下原因：航空公司的運(yùn)行管理流量控制惡劣天氣影響軍事活動(dòng)影響機(jī)場(chǎng)保障其中軍事活動(dòng)和機(jī)場(chǎng)保障所造成的航班延誤概率較小，為方便分析，我們將這兩類(lèi)歸為其他原因。下列圖2.2為四種原因的變化趨勢(shì)圖，為更好地觀察變化，我們?nèi)“肽隇橐粋€(gè)觀測(cè)點(diǎn)，時(shí)間*圍為2006-2007年。用airlines航空公司原因，用flow表示流量控制，用weather表示天氣原因，用other表示其他原因，縱坐標(biāo)表示四種原因的所造成的延誤數(shù)。圖2.2 各航班延誤原因的變化趨勢(shì)圖觀察上圖可以看出，由于航

12、空公司自身原因所造成的延誤在過(guò)去幾年一直都是維持在6000件/半年以上，且教穩(wěn)定，而在2010年的時(shí)候波動(dòng)較大。流量管制則在10年以前穩(wěn)定在30000件/半年左右，且10年變化波動(dòng)突然上升。天氣原因則在4000件/半年波動(dòng)，其他原因也一直維持在較少的次數(shù)。從上圖2.2我們可以看出過(guò)去幾年航班延誤的各種原因的變化情況，為了進(jìn)一步看出各中原因所占的比重，我們通過(guò)加總計(jì)算過(guò)去幾年各種原因下航班延誤發(fā)生次數(shù)的和，再計(jì)算其百分比，畫(huà)出其餅狀圖，如下列圖2.3所示：圖2.3 各航班延誤原因占比圖由上圖可以看出在航班延誤原因中由于航空公司自身原因所造成的原因占最大的比重，占比42.17%，而天氣原因和流量管

13、制所造成的航班延誤則差不多，約為23%，其他原因所占的比重比擬小，占比10.87%。航班延誤是當(dāng)前國(guó)際民航業(yè)開(kāi)展中的一大難題，也是顧客對(duì)航空效勞質(zhì)量不滿(mǎn)意的主要內(nèi)容。從上面的分析中，我們可知航班延誤的主要原因有：一、航空公司的運(yùn)行管理；二、流量控制；三、惡劣天氣影響；四、其他。其中軍事活動(dòng)和機(jī)場(chǎng)保障是比例比擬小的，所以我們?yōu)榱藛?wèn)題分析的方便所考慮將這兩者歸結(jié)為其他。經(jīng)過(guò)處理后的數(shù)據(jù)如下表2-4所示。表2-4 航班延誤影響因素比例構(gòu)造表年份航空公司流量控制天氣其他20060.480.220.230.0720070.470.280.150.1020080.430.190.270.1120090.3

14、90.230.190.1920100.410.240.230.1220110.370.280.200.1520120.360.220.210.21資料來(lái)源:2006-2013從統(tǒng)計(jì)看民航將表2-4中的數(shù)據(jù)以直方圖的形式呈現(xiàn)，如下列圖2-1所示。圖2-4 航班延誤原因直方圖由直方圖我們可以清晰的看出，在航班延誤影響的因素比例中，航空公司自身的影響是占比重最大的，但從2010年以來(lái)，這個(gè)比例在逐年下降；天氣原因造成的航班延誤根本保持在20%左右。從當(dāng)前實(shí)際來(lái)看，導(dǎo)致航班延誤的原因可以分成兩大類(lèi)，分別為航空公司自身因素，例如不合理的航班調(diào)配；另外一類(lèi)為非航空公司因素，例如流量控制，天氣原因，軍事活動(dòng)

15、等等。在上述歸類(lèi)的四大原因中，除天氣原因外，其他三方面原因只是航班延誤的表層原因，并不是航班延誤的深層次原因和實(shí)質(zhì)性矛盾。外表看來(lái)，航空公司自身因素是航班延誤的罪魁禍?zhǔn)?，因?yàn)閿?shù)據(jù)說(shuō)明，其所占比重為40%左右，但由于航空運(yùn)輸?shù)南到y(tǒng)性，航班能否正常準(zhǔn)點(diǎn)起飛，很大程度上取決于民航系統(tǒng)中其他相關(guān)單位的協(xié)調(diào)與配合，例如機(jī)場(chǎng)和空中交通管理部門(mén)，而且，目前的航班延誤的統(tǒng)計(jì)也存在一定問(wèn)題，致使一些不是航空公司自身原因?qū)е碌暮桨嘌诱`也計(jì)入航空公司自身因素里，例如空中交通管理部門(mén)實(shí)施的流量控制也會(huì)導(dǎo)致航班延誤。由此可以得出導(dǎo)致航班延誤的真正原因是：隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)的開(kāi)展和改革開(kāi)放的深入，中國(guó)航空運(yùn)輸?shù)男枨罅咳找嬖?/p>

16、加，而民航可使用的空域僅占中國(guó)全部空域的20%左右，大量空域被劃為軍航空域或者禁區(qū)，日益增加的需求量與優(yōu)先使用的空域資源之間的矛盾是導(dǎo)致航班延誤的真實(shí)原因。有數(shù)據(jù)顯示：2011年中國(guó)人均乘機(jī)次數(shù)是0.2次，比2002年的0.07次增長(zhǎng)了3倍，比1978年提高了100倍。然而改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)民用航空的空域資源一直被限制在20%左右，時(shí)至今天，兩者之間的矛盾越來(lái)越惡化，這才是航班延誤的真實(shí)原因。5.3模型的建立和求解航班延誤問(wèn)題的處理一直是航空公司的比擬棘手的一件事，也是國(guó)際航空行業(yè)的一個(gè)痼疾，而目前我國(guó)針對(duì)航空延誤的措施雖不斷地在改良，如成立航班延誤治理委員會(huì)，建立預(yù)警系統(tǒng)和取消航班時(shí)刻措施，

17、在一定程度上減小了航班的延誤率，但仍是收效甚微，其中1998至2008年的延誤率如下表3-1：表3-1 98-08年我國(guó)航班延誤率情況年份19981999200020012002200320042005200620072008延誤率22.9%23.8%24.1%23.4%27%20.2%20.1%19.9%18.41%16.88%17.43%數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)民用航空局網(wǎng)可以看出我過(guò)航班的延誤率大體在20%左右，波動(dòng)較小。5.4乘客應(yīng)對(duì)延誤策略以及航空公司的改良措施：乘客應(yīng)對(duì)延誤策略上述模型針對(duì)的是航空公司應(yīng)對(duì)航班延誤的策略模型，而乘客如何應(yīng)對(duì)航班延誤，同樣仍是一個(gè)值得深究的問(wèn)題，下面我們將通過(guò)分

18、析航班的延誤規(guī)律，為乘客提供一些參考的意見(jiàn)，下表3-1是我國(guó)15家航空公司一周內(nèi)的日均航時(shí)，和平均延誤時(shí)長(zhǎng)：表3-1 航空日均航時(shí)和延誤時(shí)單位：min類(lèi)別周一周二周三周四周五周六周日航時(shí)14847129201884313712138593602014706平均延誤時(shí)長(zhǎng)45394538378041據(jù)上表做如下列圖3.1、圖3.2：由圖3.1可以看出日均航時(shí)在周六出現(xiàn)一個(gè)頂峰，相比與其他工作日和周日，周六選擇航班出行的乘客相比照擬多，而在航班客座供應(yīng)一定的情況下，勢(shì)必會(huì)對(duì)航空公司的航行造成一定的壓力，而這種壓力恰好表達(dá)在了下面的圖3.2.圖3.1 日均航時(shí)由圖3.2可以看出日均延誤時(shí)長(zhǎng)在周六出現(xiàn)一

19、個(gè)較大的向上波動(dòng)，這也正是航流人數(shù)增多給航空公司造成壓力的一個(gè)表達(dá)。圖3.2 日均延誤時(shí)長(zhǎng)綜合上述可以初步得出，乘客假設(shè)選擇周六乘坐航班出行，遇上航班延誤的可能性會(huì)增大，另外由于航班延誤造成的延誤時(shí)長(zhǎng)也會(huì)偏長(zhǎng)。故建議乘客盡量少選擇航班時(shí)期在周六的。圖3.3 月均延誤率由上圖3.3 2006年2月至2011年5月的月均延誤率可以可以看出過(guò)去幾年來(lái)在每年的5-8月，航班的延誤率總會(huì)小幅走高，為20%以上。乘客可以根據(jù)上圖合理安排自己的出行時(shí)間，盡量選擇在航班延誤概率較大的時(shí)段出行。航空公司自身具體原因分析一跑道系統(tǒng)容量的限制樞紐機(jī)場(chǎng)運(yùn)作的特點(diǎn)之一就是航班波峰時(shí)刻的形成，也就是航班在幾個(gè)時(shí)段內(nèi)集中抵

20、達(dá)和集中離開(kāi)。在航班的波峰時(shí)刻，由于受到機(jī)場(chǎng)系統(tǒng)處理能力的限制特別是跑道系統(tǒng)處理能力的限制，航班的地面排隊(duì)現(xiàn)象往往比擬嚴(yán)重。根據(jù)美國(guó)運(yùn)輸部統(tǒng)計(jì)局Bureau of Transportation Statistics，簡(jiǎn)稱(chēng)BTS的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2008年1月至6月美國(guó)局部機(jī)場(chǎng)的航班地面延誤和地面滑行時(shí)間如下表：機(jī)場(chǎng)名稱(chēng)機(jī)場(chǎng)IATA代碼到達(dá)出發(fā)架次平均到達(dá)延誤時(shí)間分鐘平均進(jìn)港滑行時(shí)間分鐘架次平均出發(fā)延誤時(shí)間分鐘平均出港滑行時(shí)間分鐘亞特蘭大(ALT) 171,5228.9610.37171,59011.2319.66芝加哥奧黑爾(ORD) 148,76820.078.96148,75520.5219

21、.50達(dá)拉斯(DFW) 117,65811.0410.47117,60713.4916.73丹佛(DEN) 99,1827.288.2199,13910.2016.25休斯頓(IAH) 78,5029.018.5578,51711.4719.25舊金山(SFO) 57,84415.996.1757,85214.5517.67奧蘭多(MCO)57,1377.816.8257,14610.8214.32紐約拉瓜迪(LGA) 51,10918.468.3551,10812.3728.94紐約肯尼迪(JFK) 49,5019.779.7449,49810.8632.22華盛頓巴爾迪摩(BWI) 43,

22、5605.905.1143,5599.2712.27邁阿密(MIA) 27,29613.977.8127,28015.7517.30從表中可以看這些機(jī)場(chǎng)的航班到達(dá)和出發(fā)的地面滑行時(shí)間都很長(zhǎng)，如紐約的拉瓜迪和肯尼迪這兩個(gè)機(jī)場(chǎng)出港航班的平均地面滑行時(shí)間分別到達(dá)了28.94分鐘和32.22分鐘。航班地面滑行時(shí)間大幅增加除了受到機(jī)場(chǎng)跑滑系統(tǒng)物理構(gòu)形的影響外，主要是受跑道系統(tǒng)容量的限制，在波峰時(shí)刻出港航班的地面等待時(shí)間很長(zhǎng)。二地面保障能力缺乏航班在抵達(dá)機(jī)場(chǎng)和離開(kāi)機(jī)場(chǎng)的一個(gè)地面經(jīng)停周期，有一系列的保障作業(yè)活動(dòng)需要開(kāi)展，如：上下客、加油、排污、客艙清潔、加水、配餐以及其他相關(guān)的保障作業(yè)活動(dòng)。航班從著陸、滑行

23、、進(jìn)位、機(jī)位上保障作業(yè)、推出、滑行、起飛所經(jīng)歷的每一個(gè)環(huán)節(jié)都受到保障能力的限制，當(dāng)航班的運(yùn)行量超出任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)的保障能力時(shí)，必然導(dǎo)致航班排隊(duì)等待現(xiàn)象的形成。排隊(duì)一旦形成，將使后續(xù)航班產(chǎn)生持續(xù)性的延誤。由于航班的排隊(duì)等待延誤具有波浪效應(yīng)即傳遞效應(yīng)，因此，當(dāng)機(jī)場(chǎng)在一天之中連續(xù)幾個(gè)時(shí)段內(nèi)的航班運(yùn)行量超出機(jī)場(chǎng)地面處理能力時(shí)，航班延誤的現(xiàn)象將會(huì)變得非常嚴(yán)重。三機(jī)場(chǎng)設(shè)施設(shè)備故障機(jī)場(chǎng)的離港系統(tǒng)、行李處理系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、信息系統(tǒng)對(duì)于機(jī)場(chǎng)的正常運(yùn)行保障非常關(guān)鍵，一旦這些關(guān)鍵系統(tǒng)發(fā)生故障，必然影響機(jī)場(chǎng)對(duì)航班和旅客的保障作業(yè)，導(dǎo)致航班延誤的產(chǎn)生。四機(jī)場(chǎng)不滿(mǎn)足最低運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)受大霧、雷暴等惡劣天氣或者跑道及其他

24、關(guān)鍵硬件設(shè)施受損因素的影響，機(jī)場(chǎng)不滿(mǎn)足最低運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，航班無(wú)法正?；泻推鸾担虼?，將導(dǎo)致機(jī)場(chǎng)大面積的航班延誤的發(fā)生。航空公司的改良措施在導(dǎo)致航班延誤的各種原因中，惡劣天氣、突發(fā)事件等因素是很難通過(guò)人為改變的，但是，其他如跑道系統(tǒng)容量限制、地面保障能力缺乏、設(shè)施設(shè)備故障等因素可以通過(guò)提高機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行管理水平得到有效的改善。按照航班延誤治理的目標(biāo)，可將航班延誤治理的對(duì)策分為預(yù)防性措施和應(yīng)急處置措施。預(yù)防性措施可以有效地降低機(jī)場(chǎng)航班延誤的程度，而應(yīng)急處置措施可以有效地降低延誤產(chǎn)生后對(duì)機(jī)場(chǎng)的不利影響。因此，機(jī)場(chǎng)想要做好航班延誤的治理工作，就應(yīng)當(dāng)同時(shí)做好航班延誤的預(yù)防和航班延誤的應(yīng)急處置這兩個(gè)方面的工作。

25、一航班延誤的預(yù)防措施1、做好機(jī)場(chǎng)的總體規(guī)劃，準(zhǔn)確評(píng)估機(jī)場(chǎng)的當(dāng)前有效容量，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)機(jī)場(chǎng)航空業(yè)務(wù)量開(kāi)展趨勢(shì)，根據(jù)需求和容量的評(píng)估結(jié)果選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)間節(jié)點(diǎn)擴(kuò)建機(jī)場(chǎng)，提高機(jī)場(chǎng)系統(tǒng)的有效容量。根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦航空局簡(jiǎn)稱(chēng)FAA對(duì)機(jī)場(chǎng)容量和延誤的研究結(jié)果，機(jī)場(chǎng)的航班延誤程度與機(jī)場(chǎng)的容量和需求有著密切的對(duì)應(yīng)關(guān)系，具體見(jiàn)下列圖：需求指數(shù)即：需求量與容量的比值在之間時(shí)，由容量引起的延誤是可以承受的，當(dāng)需求指數(shù)大于0.9時(shí)，延誤將呈指數(shù)方式增長(zhǎng)，按照FAA的研究結(jié)果，平均每架次飛機(jī)的延誤時(shí)間一般不應(yīng)超過(guò)4分鐘。因此，機(jī)場(chǎng)當(dāng)局應(yīng)當(dāng)及時(shí)掌握當(dāng)前機(jī)場(chǎng)系統(tǒng)的使用狀況，根據(jù)航空業(yè)務(wù)量開(kāi)展的預(yù)測(cè)結(jié)果，及時(shí)擴(kuò)建機(jī)場(chǎng)設(shè)施，提高機(jī)場(chǎng)系統(tǒng)容

26、量以滿(mǎn)足航空業(yè)務(wù)量的開(kāi)展需求。2、做好航班延誤狀況和延誤原因的統(tǒng)計(jì)分析工作，詳細(xì)記錄航班通過(guò)機(jī)場(chǎng)地面各節(jié)點(diǎn)的時(shí)間，準(zhǔn)確分析航班延誤的具體原因，通過(guò)對(duì)航班延誤原因的分析，采取有針對(duì)性的治理措施。由于我國(guó)機(jī)場(chǎng)的信息化水平較低，很多機(jī)場(chǎng)對(duì)于航班保障細(xì)節(jié)信息還是采用人工填寫(xiě)方式，并且這些保障細(xì)節(jié)信息沒(méi)有進(jìn)展匯總錄入到機(jī)場(chǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)中，信息的集成度較低，導(dǎo)致機(jī)場(chǎng)對(duì)于航班保障各節(jié)點(diǎn)的時(shí)間信息缺失。沒(méi)有這些信息，航班延誤的統(tǒng)計(jì)分析工作就無(wú)法開(kāi)展，機(jī)場(chǎng)也很難分析影響航班延誤的具體原因，也無(wú)法掌握問(wèn)題到底發(fā)生在那個(gè)環(huán)節(jié)，使得機(jī)場(chǎng)在治理航班延誤的工作中無(wú)從下手。因此，提高機(jī)場(chǎng)信息化水平，做好航班延誤的統(tǒng)計(jì)分析工作也是

27、航班延誤治理很重要的一項(xiàng)措施。3、提高機(jī)場(chǎng)的地面保障能力，根據(jù)航班波峰時(shí)刻的保障需求，合理配置機(jī)場(chǎng)的保障設(shè)施、設(shè)備、人員等保障資源，提高機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行效率、運(yùn)行管理水平和地面保障能力，防止因機(jī)場(chǎng)保障能力缺乏而導(dǎo)致航班延誤的產(chǎn)生。4、航班時(shí)刻的協(xié)調(diào)管理，民航局在審批各航空公司航班時(shí)刻申請(qǐng)時(shí)，主要參考的是機(jī)場(chǎng)的容量評(píng)估的結(jié)果。當(dāng)航空公司未按照民航局批準(zhǔn)的時(shí)刻執(zhí)行航班時(shí)，將導(dǎo)致：其一，機(jī)場(chǎng)的航班波峰時(shí)刻更加明顯，頂峰期航班更加集中，受機(jī)場(chǎng)容量和地面保障能力的影響，航班延誤將迅速增加；其二，按照民航局航班正常性統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，這些航班將被視為不正常，導(dǎo)致機(jī)場(chǎng)航班的總體正常性降低民航局的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，在11種不正

28、常原因中，公司原因所占的比率最大；其三，影響航班時(shí)刻的管理秩序。雖然我國(guó)的航班時(shí)刻管理采用的是行政管制制度，機(jī)場(chǎng)在航班時(shí)刻協(xié)調(diào)管理中的話語(yǔ)權(quán)不大，但是，機(jī)場(chǎng)可以積極的監(jiān)視和評(píng)估各航空公司的時(shí)刻執(zhí)行率，協(xié)調(diào)局方對(duì)時(shí)刻執(zhí)行率低的公司采取相應(yīng)的措施，降低因航空公司航班時(shí)刻執(zhí)行率低對(duì)機(jī)場(chǎng)運(yùn)行造成的不利影響。二航班延誤的應(yīng)急處置措施機(jī)場(chǎng)應(yīng)當(dāng)提高航班延誤的應(yīng)急處置水平，在航班延誤特別是大面積航班延誤發(fā)生后，能夠迅速地采取有效的措施，妥善處理受影響的航班和旅客，盡可能將航班延誤所造成的影響降到最低。1、建立航班延誤的快速反響機(jī)制同一架飛機(jī)所執(zhí)行的航班在每一個(gè)機(jī)場(chǎng)的周轉(zhuǎn)周期內(nèi)產(chǎn)生的延誤具有累積效應(yīng)，如不采取及

29、時(shí)的彌補(bǔ)措施，每個(gè)周轉(zhuǎn)周期內(nèi)的延誤累積后，航班的延誤現(xiàn)象會(huì)變得非常嚴(yán)重。因此，機(jī)場(chǎng)應(yīng)當(dāng)建立航班延誤的快速反響機(jī)制，當(dāng)進(jìn)港航班在前站已經(jīng)產(chǎn)生延誤的情況下，及時(shí)發(fā)布航班延誤的預(yù)警信息，各保障單位重點(diǎn)加強(qiáng)這些延誤航班的保障，協(xié)調(diào)空中交通管制部門(mén)對(duì)延誤航班優(yōu)先放行，盡可能縮短航班的過(guò)站時(shí)間，以減少航班的累積延誤。2、制定和完善機(jī)場(chǎng)的大面積航班延誤應(yīng)急處置預(yù)案制定和完善機(jī)場(chǎng)的大面積航班延誤應(yīng)急處置預(yù)案，提高機(jī)場(chǎng)的應(yīng)急反響速度和應(yīng)急管理水平，有助于機(jī)場(chǎng)在面臨大面積航班延誤的情況下，能夠高效、有序的開(kāi)展工作，妥善處理因航班延誤引起的各種問(wèn)題，減小航班延誤的影響程度和影響*圍。三航班延誤本錢(qián)與延誤時(shí)間的分析目

30、前我國(guó)國(guó)內(nèi)對(duì)航班延誤的研究有很多，王紅、*金蘭、曹衛(wèi)東、郇秀霞2009利用Markov鏈模型，對(duì)航班的延誤進(jìn)展預(yù)測(cè)，再利用定性加定量的AHP層次分析，對(duì)航班的延誤進(jìn)展了預(yù)警處理，得出一種可以幫助航空公司管理延誤的措施。而李俊生、丁建立2008，*玉潔2009等則是從航班的延誤的涉及入手，利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的傳播模型進(jìn)展分析，結(jié)果同樣是得出了一種可以幫助航空公司管理延誤的措施。關(guān)于航班延誤的管理，國(guó)內(nèi)研究已經(jīng)頗多，但都由于過(guò)于復(fù)雜比擬難實(shí)現(xiàn)，且其中關(guān)于延誤本錢(qián)的概念，較少被提及，而本文正是從該概念入手，通過(guò)建立一種延誤本錢(qián)最小的航班調(diào)度模型，既在一定程度可以幫助航空公司減少航班延誤的發(fā)生，也幫其在航

31、班延誤發(fā)生的情況下使得損失本錢(qián)最小。為了更好地分析問(wèn)題，下面給出一些符號(hào)的定義：i飛機(jī)的指示j航班的下標(biāo)執(zhí)行航班f的飛機(jī)替換航班f的飛機(jī)可用飛機(jī)的就緒時(shí)間集合最早延誤航班之后的航班按原方案到達(dá)時(shí)間集合F最早延誤航班之后的航班集合A最早延誤航班之后可用的飛機(jī)集合能夠在m機(jī)場(chǎng)維修的機(jī)型為I的飛機(jī)集合Z當(dāng)天備用飛機(jī)和修復(fù)飛機(jī)的集合時(shí)間對(duì)i到j(luò)的航班取消航班f的標(biāo)志，1為取消，0為不取消旅客的失望溢出本錢(qián)v乘客數(shù)w該航班上的平均票價(jià)I時(shí)刻就緒的飛機(jī)執(zhí)行j時(shí)刻的航班及后續(xù)航班的延誤本錢(qián)1表示當(dāng)天有可用飛機(jī)b指派給航班f，0表示沒(méi)有把航班f指派給備用飛機(jī)的本錢(qián)航班f在時(shí)間對(duì)i和j之間經(jīng)過(guò)的機(jī)場(chǎng)數(shù)其中延誤本

32、錢(qián)： QUOTE 3.1其中： QUOTE 3.2構(gòu)建如下目標(biāo)函數(shù)： QUOTE or QUOTE 3.3約束條件： QUOTE QUOTE 3.4保證了每個(gè)時(shí)間對(duì)上都有航班覆蓋。 QUOTE QUOTE 3.5保證每個(gè)航班都有飛機(jī)執(zhí)行，否則取消航班。 QUOTE 3.6保證用于替換的飛機(jī)型號(hào)滿(mǎn)足替換要求。其中： QUOTE 為求解上面3.1式最優(yōu)解，利用匈牙利科學(xué)家柯尼格提出的匈牙利矩陣算法，該算法的思想是系數(shù)矩陣(Pij)的一行(列)各元素中分別減去該行(列)的最小元素,得到新的(Pij)矩陣,則以新的(Pij)為系數(shù)矩陣求得的最優(yōu)解和用原系數(shù)矩陣求得的最優(yōu)解一樣。所以首先構(gòu)造延誤時(shí)間置換

33、矩陣 QUOTE ： QUOTE ，其中 QUOTE 表示i時(shí)刻航班的飛機(jī)執(zhí)行地j時(shí)刻航班的任務(wù)所延誤的時(shí)間，根據(jù)延誤時(shí)間置換矩陣 QUOTE ，計(jì)算延誤本錢(qián)置換矩陣 QUOTE ，其中 QUOTE 表示i時(shí)刻飛機(jī)執(zhí)行第j時(shí)刻航班的任務(wù)的延誤本錢(qián)，最終可由上述矩陣得出航班置換方案，當(dāng)然航班的置換最終還是要權(quán)衡兩者的大小，單純使得延誤本錢(qián)最小，勢(shì)必使得延誤時(shí)間不是最優(yōu)，而使延誤時(shí)間最優(yōu)，又可能造成延誤本錢(qián)偏大，故在延誤時(shí)間一個(gè)合理的*圍內(nèi)求解出延誤本錢(qián)最低，才是航空公司的最終目標(biāo)。5.5未來(lái)十年國(guó)內(nèi)民航市場(chǎng)的開(kāi)展趨勢(shì)顯然，我們可以從不同的角度來(lái)分析未來(lái)十年民航市場(chǎng)的開(kāi)展趨勢(shì)并以此為依據(jù)做出適當(dāng)?shù)?/p>

34、預(yù)測(cè)，根據(jù)所收集到的數(shù)據(jù)，我們考慮從年度航班總數(shù)的變化趨勢(shì)來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)十年的航班總數(shù)的變化，從而再?gòu)暮桨嗫倲?shù)的變化來(lái)說(shuō)明未來(lái)十年的航班總數(shù)的變化趨勢(shì)。首先，將收集得到的數(shù)據(jù)進(jìn)展整理，得到2010年2014年的航班總數(shù)的數(shù)據(jù)，列表如下表5-1所示。表5-1 2010年-2014年航班總時(shí)間航班總數(shù)20105,531,71620115,979,66420126,603,20720137,315,44020147,933,110為了對(duì)航班總數(shù)的變化趨勢(shì)做出進(jìn)一步的分析研究，考慮用MATLAB軟件做出其散點(diǎn)圖，具體代碼參照附錄二，結(jié)果如下列圖5-1所示。圖5-1 2010年-2014年航班總數(shù)散點(diǎn)圖由圖

35、5-1，可以發(fā)現(xiàn)，航班總數(shù)普遍呈現(xiàn)遞增的趨勢(shì)，所以，我們考慮先對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)展標(biāo)準(zhǔn)化處理，以便降低誤差，再對(duì)得到的數(shù)據(jù)用MATLAB軟件進(jìn)展多項(xiàng)式擬合，具體代碼參照附錄三，擬合曲線見(jiàn)圖5-2。你從網(wǎng)上搜搜怎么畫(huà)航班總數(shù)對(duì)數(shù)擬合圖，這個(gè)我還沒(méi)弄好，你比照著源文件圖。圖5-2 2006年-2011年航班總數(shù)對(duì)數(shù)擬合圖另外，假設(shè)航班總數(shù)為Y，時(shí)間序列為t,其中t=1，2，,6，根據(jù)MATLAB運(yùn)行結(jié)果，我們可知該條擬合直線的方程為y=0.577t+5.2143還有公式寫(xiě)下，我沒(méi)弄對(duì)當(dāng)然，為了檢驗(yàn)該模型的擬合程度，有必要進(jìn)展一定的檢驗(yàn)，下面，我們給出該對(duì)數(shù)航班總數(shù)時(shí)間序列擬合之后的殘差圖，如下列圖5-3

36、所示。圖5-3 對(duì)數(shù)航班總數(shù)的殘差圖還有這個(gè)圖，我沒(méi)改，你搜搜可對(duì)圖5-3顯示，該一次擬合式子是通過(guò)我們的檢驗(yàn)的，所以，進(jìn)一步我們認(rèn)為航班總數(shù)和時(shí)間之間的關(guān)系式為：y=0.577t+5.21435.1所以，我們可以根據(jù)式子5.1將未來(lái)2012年至2021年的航班總數(shù)估計(jì)出來(lái)，將估計(jì)結(jié)果整理出來(lái)，如下表5-2所示。表5-1 2010年-2014年航班總時(shí)間航班總數(shù)20105,531,71620115,979,66420126,603,20720137,315,44020147,933,110表5-2 2012年-2021年航班總數(shù)的估計(jì)值時(shí)間航班總數(shù)估計(jì)值20126,603,20720137,3

37、15,44020147,933,11020158,676,30020169,253,30020179,830,300201810,407,300201910,984,300202011,561,300202112,138,300為了進(jìn)展更加直觀的描述未來(lái)航班總數(shù)的趨勢(shì)，考慮將2010年至2021年航班總數(shù)的散點(diǎn)圖做出來(lái)，具體代碼參照附錄四，MATLAB運(yùn)行結(jié)果如下列圖5-4所示。圖5-4 2010年-2021年航班總數(shù)散點(diǎn)圖根據(jù)圖5-4，可以發(fā)現(xiàn)，航班總數(shù)從2010年到2021年的趨勢(shì)是逐年遞增的，即可以說(shuō)明，未來(lái)的航空運(yùn)輸市場(chǎng)是一個(gè)比擬大的領(lǐng)域，但是，由于目前中國(guó)航空領(lǐng)域經(jīng)常發(fā)生航班延誤事件

38、，嚴(yán)重侵害消費(fèi)者的權(quán)益，甚至導(dǎo)致消費(fèi)者付出更大的時(shí)間本錢(qián)和時(shí)機(jī)本錢(qián)。為了緩解乘機(jī)客戶(hù)和航空公司之間的矛盾，保險(xiǎn)公司積極介入并推出航班延誤險(xiǎn)，此舉可以說(shuō)在一定的程度上會(huì)促進(jìn)民航行業(yè)的開(kāi)展，同時(shí)，民航行業(yè)的開(kāi)展也會(huì)給保險(xiǎn)公司帶來(lái)收益，因此，這對(duì)兩者而言是雙贏的。既然未來(lái)民航行業(yè)將有較大的開(kāi)展空間，所以，也就意味著航班延誤保險(xiǎn)具有廣闊的開(kāi)展前景，保險(xiǎn)公司效勞的水平越高，航空公司的開(kāi)展水平也應(yīng)該越高，這樣，雙方的合作將會(huì)帶來(lái)更多的利益，極大的促進(jìn)我國(guó)民航行業(yè)的開(kāi)展。六、模型評(píng)價(jià)與推廣航班延誤是當(dāng)前國(guó)際民航業(yè)開(kāi)展中的一大難題，也是顧客對(duì)航空效勞質(zhì)量不滿(mǎn)意的主要內(nèi)容，如果航空公司不能有效的提高內(nèi)部管控能力

39、，增強(qiáng)其對(duì)飛機(jī)起飛的運(yùn)籌把握程度，很有可能給客戶(hù)造成諸多不便，甚至?xí)ぐl(fā)客戶(hù)與航空公司之間的矛盾，對(duì)航空公司的聲譽(yù)造成影響。本文針對(duì)目前國(guó)內(nèi)民航行業(yè)的根本特征，構(gòu)建模型對(duì)航空公司的預(yù)訂票策略進(jìn)展充分研究，并對(duì)航空公司的運(yùn)營(yíng)提供建議，然而，消費(fèi)者作為航空公司的效勞對(duì)象，有時(shí)因?yàn)楹桨嗟囊馔庋诱`會(huì)對(duì)航空公司的聲譽(yù)造成一定的影響，所以，本文從市場(chǎng)的角度出發(fā)，認(rèn)定保險(xiǎn)公司為消費(fèi)者提供保險(xiǎn)產(chǎn)品，并對(duì)保險(xiǎn)公司的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)構(gòu)建概率模型進(jìn)展描述，因此，本文所提出的方法和模型對(duì)現(xiàn)實(shí)具有一定的意義，并且，可以在相對(duì)合理的條件推廣到其它航空公司或者其它保險(xiǎn)公司。參考文獻(xiàn)1數(shù)據(jù)來(lái)源于美國(guó)航空數(shù)據(jù)Flight States

40、公布的2014年5月全球航空公司的準(zhǔn)點(diǎn)表現(xiàn)報(bào)告 1數(shù)學(xué)模型第四版M姜啟源，謝金星，葉俊，2011，高等教育出版社2概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)(第四版)M盛驟，2008.10，高等教育3趙秀麗，朱金福，郭梅，不正常航班延誤調(diào)度模型及算法D * 2008.044王紅，*金蘭，曹衛(wèi)東，航空公司航班延誤預(yù)警管理模型與分析D * 2009.045徐濤，榮耀，王建東，基于SOA的民航航班延誤涉及分析與預(yù)警系統(tǒng)D * 2009.076李俊生，丁建立，基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的航班延誤傳播分析D * 2008.117*光才，*雷，美國(guó)減少航班延誤的有效途徑及啟示D * 2010.048董念清，中國(guó)航班延誤的現(xiàn)狀、原因及治理路徑D

41、 2013.119丁建立，陳坦坦，*玉潔，有色-時(shí)間Petri網(wǎng)航班延誤模型及涉及分析D * 2008.12附錄附錄一 2006-2011年我國(guó)航班變化情況MATLAB代碼*=2006:2011;y=1530443 1613786 1528208 1759438 2010652 2204147;y1=276185 281831 254140 322601 403511 343050;plot(*,y,*r-,*,y1,ob-);title(06-11年我國(guó)航班變化情況);*label(年分);ylabel(航班總數(shù)與延誤的航班數(shù));legend(航班數(shù),延誤航班數(shù));legend(bo*off);a*is square;附錄二各航班延誤原因的變化趨勢(shì)圖MATLAB代碼*=2006:0.5: