/航班延誤問題研究摘要隨著我國民航運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展.我國民航業(yè)正在經(jīng)歷美國等西方發(fā)達(dá)國家在上個(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)場和空域擁堵嚴(yán)重、航班延誤快速增長的局面。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.我國民航局在20XX開展了航班正常性和大面積航班延誤的專項(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)其前景進(jìn)行分析.最后.本文基于航班總數(shù)的時(shí)間序列數(shù)據(jù).對(duì)未來十年民航市場的發(fā)展趨勢做出適當(dāng)預(yù)測。針對(duì)問題一.我們將通過各種渠道了解國內(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.通過分析證明結(jié)論的正確性。針對(duì)問題二.我們首先對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行統(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.在次基礎(chǔ)之上.對(duì)因各種因素導(dǎo)致的航班延誤數(shù)進(jìn)行統(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)具體情況來分析航班延誤的四個(gè)主要影響因素.最后我們得出結(jié)論：日益增長的航空運(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)問題三.我們從航班延誤成本最小和航班延誤時(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)未來十年國內(nèi)民航市場的發(fā)展趨勢做適當(dāng)?shù)念A(yù)測.我們考慮從航班總數(shù)的角度入手.做出散點(diǎn)圖.分析其發(fā)展趨勢.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).一次擬合的效果比較好.所以.我們?cè)诖嘶A(chǔ)之上得到未來十年的航班總數(shù)的估計(jì)值.并得出結(jié)論.未來十年國內(nèi)民航行業(yè)的發(fā)展具有非常廣闊的潛力。關(guān)鍵字：統(tǒng)計(jì)航班延誤延誤成本擬合一、問題重述1、中國的航班延誤最嚴(yán)重.國際上航班延誤最嚴(yán)重的10個(gè)機(jī)場中.中國占了7個(gè)的結(jié)論是否正確？2、我國航班延誤的主要原因是什么？3、有什么改進(jìn)措施？二、問題分析2.1問題一的分析問題一要求統(tǒng)計(jì)國內(nèi)國際航班延誤數(shù)據(jù).進(jìn)行合理處理.證明結(jié)論是否正確。首先.我們查閱國內(nèi)外各大航空公司的網(wǎng)頁和一些主要統(tǒng)計(jì)部門的相關(guān)信息.得到關(guān)于年度航班延誤的一些統(tǒng)計(jì)指標(biāo).并在此基礎(chǔ)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問題二的分析問題二要求我們分析我國航班延誤的主要原因是什么。顯然.航班延誤是當(dāng)前國際民航業(yè)發(fā)展中的一大難題.也是顧客對(duì)航空服務(wù)質(zhì)量不滿意的主要內(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。為了問題分析的方便.考慮對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行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問題三的分析問題三要求我們根據(jù)數(shù)據(jù)分析提出改進(jìn)的措施〔如航空公司的預(yù)定票策略.乘客購買航空延誤保險(xiǎn)或恰當(dāng)選擇出行方式等.我們通過分析歷年我國航班延誤率初步得出我國延誤的大致水平.然后從航班延誤成本和航班延誤時(shí)長兩個(gè)點(diǎn)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)長一定的合理范圍內(nèi).滿足延誤成本最小的建議。同時(shí)我們通過分析航班延誤率和延誤時(shí)長的發(fā)展規(guī)律.給乘坐飛機(jī)的乘客提出了幾種合理的意見.如周六航班延誤時(shí)間較長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)定義與說明i飛機(jī)的指示j航班的下標(biāo)a執(zhí)行航班f的飛機(jī)a替換航班f的飛機(jī)T可用飛機(jī)的就緒時(shí)間集合T最早延誤航班之后的航班按原計(jì)劃到達(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A能夠在m機(jī)場維修的機(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x時(shí)間對(duì)i到j(luò)的航班y取消航班f的標(biāo)志.1為取消.0為不取消P旅客的失望溢出成本v乘客數(shù)w該航班上的平均票價(jià)pI時(shí)刻就緒的飛機(jī)執(zhí)行j時(shí)刻的航班及后續(xù)航班的延誤成本x1表示當(dāng)天有可用飛機(jī)b指派給航班f.0表示沒有c把航班f指派給備用飛機(jī)的成本n航班f在時(shí)間對(duì)i和j之間經(jīng)過的機(jī)場數(shù)五、模型的建立與求解5.1問題一的分析下圖是2015年5月2日北京南苑機(jī)場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%。從這可以看出國內(nèi)航班延誤的嚴(yán)重性。圖1.22015年5月2號(hào)全國航班延誤情況圖示說明：表示機(jī)場正常表示機(jī)場部分航班延誤表示機(jī)場大面積延誤表示機(jī)場當(dāng)前沒有航班起降表示當(dāng)前機(jī)場狀態(tài)無法判斷圖示等級(jí)：大型機(jī)場中型機(jī)場小型機(jī)場從全國來看.航班延誤的機(jī)場主要分布在北上廣地區(qū).XX和臺(tái)北桃園機(jī)場出現(xiàn)大面積航班延誤.因此全國航班延誤情況依舊值得關(guān)注。5.2問題二的分析與處理航班延誤是指航班降落時(shí)間比計(jì)劃降落時(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)行效率和服務(wù)質(zhì)量.所以我們一般使用準(zhǔn)點(diǎn)率來衡量承運(yùn)人運(yùn)輸效率和運(yùn)輸質(zhì)量。準(zhǔn)點(diǎn)率.又稱正點(diǎn)率、航班正常率.是指航空旅客運(yùn)輸部門在執(zhí)行運(yùn)輸計(jì)劃時(shí).航班實(shí)際出發(fā)時(shí)間與計(jì)劃出發(fā)時(shí)間的較為一致的航班數(shù)量與全部航班數(shù)量的比率下表2-1是我國20XX至20XX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20061530443125425827618581.95%11771157570757972510720071613786133195528183182.54%12637458741799371677820081528208127409025414083.37%11684258516593981938420091759438143703632260181.68%13592172544756763846020102010652161715040351180.43%163821105611788025527820112204147186119634305084.44%128426939116125559458圖2.1是我國06-11年航班數(shù)的發(fā)展情況.以及不正常航班數(shù)的變化趨勢.初步分析可以得出.隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展.飛機(jī)作為一種交通工具越來越普遍.而需求的增加勢必引起供給的增加.但是航班數(shù)的增加.所帶來的航班延誤也同比小幅上升.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2.106-11年我國航班變化情況一般來說.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)場保障其中軍事活動(dòng)和機(jī)場保障所造成的航班延誤概率較小.為方便分析.我們將這兩類歸為其他原因。下圖2.2為四種原因的變化趨勢圖.為更好地觀察變化.我們?nèi)“肽隇橐粋€(gè)觀測點(diǎn).時(shí)間范圍為2006-20XX。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圖觀察上圖可以看出.由于航空公司自身原因所造成的延誤在過去幾年一直都是維持在6000〔件/半年以上.且教穩(wěn)定.而在20XX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.我們通過加總計(jì)算過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.畫出其餅狀圖.如下圖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較小.占比10.87%。航班延誤是當(dāng)前國際民航業(yè)發(fā)展中的一大難題.也是顧客對(duì)航空服務(wù)質(zhì)量不滿意的主要內(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)場保障是比例比較小的.所以我們?yōu)榱藛栴}分析的方便所考慮將這兩者歸結(jié)為其他。經(jīng)過處理后的數(shù)據(jù)如下表2-4所示。表2-4航班延誤影響因素比例結(jié)構(gòu)表年份航空公司流量控制天氣其他20060.480.220.230.0720070.470.280.150.1020080.430.190.270.1120090.390.230.190.1920100.410.240.230.1220110.370.280.200.1520120.360.220.210.21資料來源: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20XX以來.這個(gè)比例在逐年下降；天氣原因造成的航班延誤基本保持在20%左右。從當(dāng)前實(shí)際來看.導(dǎo)致航班延誤的原因可以分成兩大類.分別為航空公司自身因素.例如不合理的航班調(diào)配；另外一類為非航空公司因素.例如流量控制.天氣原因.軍事活動(dòng)等等。在上述歸類的四大原因中.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。表面看來.航空公司自身因素是航班延誤的"罪魁禍?zhǔn)?.因?yàn)閿?shù)據(jù)表明.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)場和空中交通管理部門.而且.目前的航班延誤的統(tǒng)計(jì)也存在一定問題.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：隨著國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和改革開放的深入.中國航空運(yùn)輸?shù)男枨罅咳找嬖黾?而民航可使用的空域僅占中國全部空域的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：20XX中國人均乘機(jī)次數(shù)是0.2次.比20XX的0.07次增長了3倍.比1978年提高了100倍。然而改革開放以來.我國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題的處理一直是航空公司的比較棘手的一件事.也是國際航空行業(yè)的一個(gè)痼疾.而目前我國針對(duì)航空延誤的措施雖不斷地在改進(jìn).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.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20XX的延誤率如下表3-1：表3-198-08年我國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)來源：中國民用航空局網(wǎng)可以看出我過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進(jìn)措施：5.4.1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)值得深究的問題.下面我們將通過分析航班的延誤規(guī)律.為乘客提供一些參考的意見.下表3-1是我國15家航空公司一周內(nèi)的日均航時(shí).和平均延誤時(shí)長：表3-1航空日均航時(shí)和延誤時(shí)單位：min類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45394538378041據(jù)上表做如下圖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)高峰.相比與其他工作日和周日.周六選擇航班出行的乘客相對(duì)比較多.而在航班客座供給一定的情況下.勢必會(huì)對(duì)航空公司的航行造成一定的壓力.而這種壓力恰好體現(xiàn)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)長在周六出現(xiàn)一個(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)體現(xiàn)。圖3.2日均延誤時(shí)長綜合上述可以初步得出.乘客若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)長也會(huì)偏長。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3.320XX2月至20XX5月的月均延誤率可以可以看出過去幾年來在每年的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。5.4.2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)集中抵達(dá)和集中離開。在航班的波峰時(shí)刻.由于受到機(jī)場系統(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)象往往比較嚴(yán)重。根據(jù)美國運(yùn)輸部統(tǒng)計(jì)局〔BureauofTransportationStatistics.簡稱"BTS"的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示.20XX1月至6月美國部分機(jī)場的航班地面延誤和地面滑行時(shí)間如下表：機(jī)場名稱〔機(jī)場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>148,76820.078.96148,75520.5219.50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>43,5605.905.1143,5599.2712.27邁阿密<MIA>27,29613.977.8127,28015.7517.30從表中可以看這些機(jī)場的航班到達(dá)和出發(fā)的地面滑行時(shí)間都很長.如紐約的拉瓜迪和肯尼迪這兩個(gè)機(jī)場出港航班的平均地面滑行時(shí)間分別達(dá)到了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?！捕孛姹Ｕ夏芰Σ蛔愫桨嘣诘诌_(dá)機(jī)場和離開機(jī)場的一個(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、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?！踩龣C(jī)場設(shè)施設(shè)備故障機(jī)場的離港系統(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)場對(duì)航班和旅客的保障作業(yè).導(dǎo)致航班延誤的產(chǎn)生?！菜臋C(jī)場不滿足最低運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)受大霧、雷暴等惡劣天氣或者跑道及其他關(guān)鍵硬件設(shè)施受損因素的影響.機(jī)場不滿足最低運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn).航班無法正?；泻推鸾?因此.將導(dǎo)致機(jī)場大面積的航班延誤的發(fā)生。航空公司的改進(jìn)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、地面保障能力不足、設(shè)施設(shè)備故障等因素可以通過提高機(jī)場的運(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)場的不利影響。因此.機(jī)場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。〔一航班延誤的預(yù)防措施1、做好機(jī)場的總體規(guī)劃.準(zhǔn)確評(píng)估機(jī)場的當(dāng)前有效容量.準(zhǔn)確預(yù)測機(jī)場航空業(yè)務(wù)量發(fā)展趨勢.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.提高機(jī)場系統(tǒng)的有效容量。根據(jù)美國聯(lián)邦航空局〔簡稱FAA對(duì)機(jī)場容量和延誤的研究結(jié)果.機(jī)場的航班延誤程度與機(jī)場的容量和需求有著密切的對(duì)應(yīng)關(guān)系.具體見下圖：需求指數(shù)〔即：需求量與容量的比值在0.85-0.9之間時(shí).由容量引起的延誤是可以接受的.當(dāng)需求指數(shù)大于0.9時(shí).延誤將呈指數(shù)方式增長.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4分鐘。因此.機(jī)場當(dāng)局應(yīng)當(dāng)及時(shí)掌握當(dāng)前機(jī)場系統(tǒng)的使用狀況.根據(jù)航空業(yè)務(wù)量發(fā)展的預(yù)測結(jié)果.及時(shí)擴(kuò)建機(jī)場設(shè)施.提高機(jī)場系統(tǒng)容量以滿足航空業(yè)務(wù)量的發(fā)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)記錄航班通過機(jī)場地面各節(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。由于我國機(jī)場的信息化水平較低.很多機(jī)場對(duì)于航班保障細(xì)節(jié)信息還是采用人工填寫方式.并且這些保障細(xì)節(jié)信息沒有進(jìn)行匯總錄入到機(jī)場數(shù)據(jù)庫中.信息的集成度較低.導(dǎo)致機(jī)場對(duì)于航班保障各節(jié)點(diǎn)的時(shí)間信息缺失。沒有這些信息.航班延誤的統(tǒng)計(jì)分析工作就無法開展.機(jī)場也很難分析影響航班延誤的具體原因.也無法掌握問題到底發(fā)生在那個(gè)環(huán)節(jié).使得機(jī)場在治理航班延誤的工作中無從下手。因此.提高機(jī)場信息化水平.做好航班延誤的統(tǒng)計(jì)分析工作也是航班延誤治理很重要的一項(xiàng)措施。3、提高機(jī)場的地面保障能力.根據(jù)航班波峰時(shí)刻的保障需求.合理配置機(jī)場的保障設(shè)施、設(shè)備、人員等保障資源.提高機(jī)場的運(yùn)行效率、運(yùn)行管理水平和地面保障能力.避免因機(jī)場保障能力不足而導(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)場的航班波峰時(shí)刻更加明顯.高峰期航班更加集中.受機(jī)場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。雖然我國的航班時(shí)刻管理采用的是行政管制制度.機(jī)場在航班時(shí)刻協(xié)調(diào)管理中的話語權(quán)不大.但是.機(jī)場可以積極的監(jiān)督和評(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)場運(yùn)行造成的不利影響?！捕桨嘌诱`的應(yīng)急處置措施機(jī)場應(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應(yīng)機(jī)制同一架飛機(jī)所執(zhí)行的航班在每一個(gè)機(jī)場的周轉(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)場應(yīng)當(dāng)建立航班延誤的快速反應(yīng)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)空中交通管制部門對(duì)延誤航班優(yōu)先放行.盡可能縮短航班的過站時(shí)間.以減少航班的累積延誤。2、制定和完善機(jī)場的大面積航班延誤應(yīng)急處置預(yù)案制定和完善機(jī)場的大面積航班延誤應(yīng)急處置預(yù)案.提高機(jī)場的應(yīng)急反應(yīng)速度和應(yīng)急管理水平.有助于機(jī)場在面臨大面積航班延誤的情況下.能夠高效、有序的開展工作.妥善處理因航班延誤引起的各種問題.減小航班延誤的影響程度和影響范圍?！踩桨嘌诱`成本與延誤時(shí)間的分析目前我國國內(nèi)對(duì)航班延誤的研究有很多.王紅、劉金蘭、曹衛(wèi)東、郇秀霞〔2009利用Markov鏈模型.對(duì)航班的延誤進(jìn)行預(yù)測.再利用定性加定量的AHP層次分析.對(duì)航班的延誤進(jìn)行了預(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.劉玉潔〔2009等則是從航班的延誤的波及入手.利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的傳播模型進(jìn)行分析.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.國內(nèi)研究已經(jīng)頗多.但都由于過于復(fù)雜比較難實(shí)現(xiàn).且其中關(guān)于延誤成本的概念.較少被提及.而本文正是從該概念入手.通過建立一種延誤成本最小的航班調(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.也幫其在航班延誤發(fā)生的情況下使得損失成本最小。為了更好地分析問題.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)a執(zhí)行航班f的飛機(jī)a替換航班f的飛機(jī)T可用飛機(jī)的就緒時(shí)間集合T最早延誤航班之后的航班按原計(jì)劃到達(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A能夠在m機(jī)場維修的機(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x時(shí)間對(duì)i到j(luò)的航班y取消航班f的標(biāo)志.1為取消.0為不取消P旅客的失望溢出成本v乘客數(shù)w該航班上的平均票價(jià)pI時(shí)刻就緒的飛機(jī)執(zhí)行j時(shí)刻的航班及后續(xù)航班的延誤成本x1表示當(dāng)天有可用飛機(jī)b指派給航班f.0表示沒有c把航班f指派給備用飛機(jī)的成本n航班f在時(shí)間對(duì)i和j之間經(jīng)過的機(jī)場數(shù)其中延誤成本：pij其中：Pf構(gòu)建如下目標(biāo)函數(shù)：minf∈Fi∈T約束條件：i∈A?Zx保證了每個(gè)時(shí)間對(duì)上都有航班覆蓋。f∈Fxi保證每個(gè)航班都有飛機(jī)執(zhí)行.否則取消航班。f∈Fxi保證用于替換的飛機(jī)型號(hào)滿足替換要求。其中：y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,那么以新的<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)解相同。所以首先構(gòu)造延誤時(shí)間置換矩陣TijT其中tij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Tij.計(jì)算延誤成本置換矩陣P其中Pij表示i時(shí)刻飛機(jī)執(zhí)行第j時(shí)刻航班的任務(wù)的延誤成本.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.單純使得延誤成本最小.勢必使得延誤時(shí)間不是最優(yōu).而使延誤時(shí)間最優(yōu).又可能造成延誤成本偏大.故在延誤時(shí)間一個(gè)合理的范圍內(nèi)求解出延誤成本最低.5.5未來十年國內(nèi)民航市場的發(fā)展趨勢顯然.我們可以從不同的角度來分析未來十年民航市場的發(fā)展趨勢并以此為依據(jù)做出適當(dāng)?shù)念A(yù)測.根據(jù)所收集到的數(shù)據(jù).我們考慮從年度航班總數(shù)的變化趨勢來預(yù)測未來十年的航班總數(shù)的變化.從而再從航班總數(shù)的變化來說明未來十年的航班總數(shù)的變化趨勢。首先.將收集得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理.得到20XX~20XX的航班總數(shù)的數(shù)據(jù).列表如下表5-1所示。表5-120XX-20XX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)果如下圖5-1所示。圖5-120XX-20XX航班總數(shù)散點(diǎn)圖由圖5-1.可以發(fā)現(xiàn).航班總數(shù)普遍呈現(xiàn)遞增的趨勢..所以.我們考慮先對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(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)行多項(xiàng)式擬合.具體代碼參照附錄三.擬合曲線見圖5-2。你從網(wǎng)上搜搜怎么畫航班總數(shù)對(duì)數(shù)擬合圖.這個(gè)我還沒弄好.你比照著源文件圖。圖5-220XX-20XX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還有公式寫下.我沒弄對(duì)當(dāng)然.為了檢驗(yàn)該模型的擬合程度.有必要進(jìn)行一定的檢驗(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.如下圖5-3所示。圖5-3對(duì)數(shù)航班總數(shù)的殘差圖還有這個(gè)圖.我沒改.你搜搜可對(duì)圖5-3顯示.該一次擬合式子是通過我們的檢驗(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+5.2143〔5.1所以.我們可以根據(jù)式子5.1將未來20XX至2021年的航班總數(shù)估計(jì)出來.將估計(jì)結(jié)果整理出來.如下表5-2所示。。表5-120XX-20XX航班總時(shí)間航班總數(shù)20105,531,71620115,979,66420126,603,20720137,315,44020147,933,110表5-220XX-2021年航班總數(shù)的估計(jì)值時(shí)間航班總數(shù)估計(jì)值20126,603,20720137,315,44020147,933,11020158,676,30020169,253,30020179,830,300201810,407,300201910,984,300202011,561,300202112,138,300為了進(jìn)行更加直觀的描述未來航班總數(shù)的趨勢.考慮將20XX至2021年航班總數(shù)的散點(diǎn)圖做出來.具體代碼參照附錄四.MATLAB運(yùn)行結(jié)果如下圖5-4所示。圖5-420XX-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20XX到2021年的趨勢是逐年遞增的.即可以說明.未來的航空運(yùn)輸市場是一個(gè)比較大的領(lǐng)域.但是.由于目前中國航空領(lǐng)域經(jīng)常發(fā)生航班延誤事件.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)間成本和機(jī)會(huì)成本。為了緩解乘機(jī)客戶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).此舉可以說在一定的程度上會(huì)促進(jìn)民航行業(yè)的發(fā)展.同時(shí).民航行業(yè)的發(fā)展也會(huì)給保險(xiǎn)公司帶來收益.因此.這對(duì)兩者而言是雙贏的。既然未來民航行業(yè)將有較大的發(fā)展空間.所以.也就意味著航班延誤保險(xiǎn)具有廣闊的發(fā)展前景.保險(xiǎn)公司服務(wù)的水平越高.航空公司的發(fā)展水平也應(yīng)該越高.這樣.雙方的合作將會(huì)帶來更多的利益.極大的促進(jìn)我國民航行業(yè)的發(fā)展。六、模型評(píng)價(jià)與推廣航班延誤是當(dāng)前國際民航業(yè)發(fā)展中的一大難題.也是顧客對(duì)航空服務(wù)質(zhì)量不滿意的主要內(nèi)容.如果航空公司不能有效的提高內(nèi)部管控能力.增強(qiáng)其對(duì)飛機(jī)起飛的運(yùn)籌把握程度.很有可能給客戶造成諸多不便.甚至?xí)ぐl(fā)客戶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)目前國內(nèi)民航行業(yè)的基本特征.構(gòu)建模型對(duì)航空公司的預(yù)訂票策略進(jìn)行充分研究.并對(duì)航空公司的運(yùn)營提供建議.然而.消費(fèi)者作為航空公司的服務(wù)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)營風(fēng)險(xiǎn)構(gòu)建概率模型進(jìn)行描述.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)來源于美國航空數(shù)據(jù)網(wǎng)站FlightStates公布的20XX5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.北京.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.北京.高等教育出版社[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]XX2008.04[4]王紅.劉金蘭.曹衛(wèi)東.航空公司航班延誤預(yù)警管理模型與分析[D]XX2009.04[5]徐濤.榮耀.王建東.基于SOA的民航航班延誤波及分析與預(yù)警系統(tǒng)[D]天津2009.07[6]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]天津2008.11[7]劉光才.劉雷.美國減少航班延誤的有效途徑及啟示[D]天津2010.04[8]董念清.中國航班延誤的現(xiàn)狀、原因及治理路徑[D]北京2013.11[9]丁建立.陳坦坦.劉玉潔.有色-時(shí)間Petri網(wǎng)航班延誤模型及波及分析[D]天津2008.12附錄附錄一2006-20XX我國航班變化情況MATLAB代碼x=2006:2011;y=[153044316137861528208175943820106522204147];y1=[276185281831254140322601403511343050];plot<x,y,'*r--',x,y1,'ob-'>;title<'06-11年我國航班變化情況'>;xlabel<'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<'boxoff'>;axissquare;附錄二

各航班延誤原因的變化趨勢圖MATLAB代碼x=2006:0.5:2011;airlines=[575066020563636627385883858004601827573892876709