枢纽辐射式航空网络优化设计问题研究

【类型】学位论文

【作者】韩烈 

【关键词】 航空网络 枢纽辐射网络 禁忌搜索 最短路算法 双层优化模型

【摘要】航空网络是航空公司生存发展的基础，布局合理的航空网络是提高航空公司竞争能力有效途径，科学地构建航空网络是航空公司发展的重要手段，对推动民航运输业发展壮大具有重要的战略意义。航空网络会对航空公司的效益产生深远影响。随着航空运输业的不断扩大发展，能够充分体现规模经济的枢纽辐射式航空网络受到了越来越多的关注和研究。 如何根据实际需要设计出合理高效的航空网络已经成为航空运输业迫切需要解决的问题。本文针对航空公司实际构建枢纽辐射式航空网络时可能遇到的种种情况，以网络优化模型、现代智能优化算法等理论为基础，针对航空网络有关问题展开研究。 枢纽辐射网络设计一般给定所有节点和O-D对流量需求，选择某些节点作为枢纽，枢纽节点集中流量形成规模经济，并将非枢纽节点分配连接到枢纽，达到全网成本最低。枢纽辐射网络设计研究一般采用三条基本假设：枢纽之间互相直达连接；枢纽之间的航线有成本折扣；非枢纽节点不允许直接连接。 但在实际中构建设计枢纽辐射式航空网络时，还需要考虑多种影响因素，如分配连接总数约束、市场弹性需求等。本文首先针对分配连接总数约束情况，提出相应的优化模型。应用CAB(Civil Aeronautics Board)经典数据包计算结果表明了模型的有效性，并利用所提出模型设计构建了我国十五城市的枢纽航空网络。其次，以重力模型模拟航线延长对旅客流量的影响，分别给出基于重力模型的单分配、多分配枢纽网络设计优化模型，应用实际数据，构建我国枢纽航空网络。再次，考虑航空旅客弹性需求，引入航空公司利润最大化的定价机制，通过描述航空票价与弹性需求的互动机制，提出枢纽航空网络优化模型，设计构建我国枢纽辐射航空网络。 在考虑枢纽机场拥堵情况下，研究了枢纽辐射航空网络中的均衡配流问题，提出相应模型，应用算例进行验证。在考虑航空公司效益管理定价的基础上，构建枢纽辐射航空网络双层优化模型，设计算法进行求解，构建中国枢纽辐射航空网络。 基于禁忌搜索算法和 Floyd最短路算法提出了一种启发式算法，利用我国航空数据对该算法进行了验证，计算结果表明所设计算法实用有效。

【学位名称】博士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】张宁

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