航空运输要规划什么
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2013-10-31 4
一、航空运输是否需要研究？
• 我将首先从航空运输生产的特点出发，揭示出航 空运输系统面临的问题。 • 航空运输生产的特点可以从系统内部、外部两个 方面来分析。 • 系统内部主要围绕生产资源的优化配置展开的， 旨在与外部需求相匹配，用尽可能小的成本完成 运输任务。 • 外部则有自然系统和社会系统，它们直接影响运 输需求的产生 。如何获取更多的需求是主要目的。
• 地面保障资源的特点
– 作业任务量和时间随机 – 作业地点不固定 – 各保障作业之间存在串行、并行和混合关系， 因此作业时间可能相互影响 – 作业能力受多种因素影响 – 空行路程影响作业效率 – 各设备作业存在相互干涉，并对安全关系重大
2013-10-31 16
二、航空运输生产及其特点
• 根据以上地面保障资源的特点，如何优化 配置地面保障资源？ • 如何在Planning，Scheduling， Operation 三阶段对地面保障资源进行优 化配置，其中有什么科学问题和实际问题 需要研究？
2013-10-31
17
二、航空运输生产的特点
• • • • • • • • • 服务范围大 网络结构影响系统运行效率 运力相对固定 需求波动大 产品不能存储 产品生产过程即消费过程 市场可细分 安全快捷舒适，但辅助时间较长 受天气影响较大
18
2013-10-31
三、什么是航空运输规划
• 航空运输规划
2013-10-31
20
四、为什么航空运输需要规划？
• 航空运输资源需要优化配置，才能最大限 度地发挥资源的效益。 • 航空运输从Planning到Operation存在许 多决策问题，这些决策问题存在多种方案， 各种方案相对于不同的目标优劣程度不同。 • 由于航空运输系统十分复杂，这些决策问 题拍脑袋或靠手工难以获得解决方案。
2013-10-31
21
五、航空运输规划什么？
• 航空运输规划至少包括如下内容
– – – – – – – – –
2013-10-31
市场计划和机队规划 航线规划 航班计划 飞机排班/飞机维修计划 机组排班/地服人员排班 收益管理 运行控制 地面保障设备调度 停机位指派
22
航空运输规划流程图
市场规划
机队规划 航线规划
战略层次
航班计划
战术层次
机组排班
飞机排班
收益管理 地面保障 设备调度 运行控制 航班正常运行
2013-10-31
操作层次
停机位指派
23
航空运输规划的层次
• 战略wenku.baidu.com次规划 • 战术层次的规划
– 市场计划、机队规划、航线规划
– 航班计划、飞机排班、机组排班 – 收益管理、运行控制 – 地面保障设备调度、停机位指派等
2013-10-31
7
二、航空运输生产及其特点
• 航空器运行的特点：
– 固定成本大，边际成本小 – 机型越大，座公里成本越小 – 速度快，适合于长航程运输 – 机型多，干支线结合，可以飞到边远地方 – 不受地形限制，适合于地形复杂地区的运输 – 飞行的航路不占用土地 – 拥有成本大，提高利用率意味着降低成本 – 机队结构对运行成本影响大 – 运行受天气影响大
• 操作层次的规划
• 机场操作规划
• 它们协同工作，共同完成航空运输生产任务。
2013-10-31
24
航空公司的核心技术是什么？
• 在同一质量标准要求下，在同样运行规范管理下， 使用了同样的先进飞机，各航空公司的产品趋于同 质化。那么航空公司的核心技术是什么呢？
– 核心技术：自有规划技术和掌握这些规划技术的人才。
8
2013-10-31
二、航空运输生产及其特点
• 根据以上航空器特点，应该如何优化配置 航空器资源？ • 从Planning，Scheduling，Operation 三个层次分析在优化配置航空器资源方面 存在什么科学问题和实际问题？
2013-10-31
9
二、航空运输生产及其特点
• 机组的特点
– 机型执照限制 – 航线资质限制 – 机组搭配限制 – 飞行时间限制 – 值勤时间限制 – 第二大运行成本 – 满意度限制、均衡性限制
2013-10-31 31
六、航空运输规划什么？
• 另一个战术层次的规划是飞机维修计划， 主要指飞机的停场检修计划，C检。 • 停场检修影响了飞机可获得性，降低飞机 的年利用率，在制定航班计划时，必须考 虑飞机的可获得性。 • 制定飞机维修计划应当在遵守飞机维修大 纲的条件下，尽量减少飞机停场时间，减 少对航班计划的影响。安排在需求波谷期 较好。
2013-10-31 5
二、航空运输生产及其特点
• 航空运输生产的资源 –飞机资源 –机组资源 –航权资源（航线资源） –时刻资源（容量资源） –机场地面保障资源
2013-10-31
6
二、航空运输生产及其特点
• 航空运输生产需要高效组织这些资源，投 入到运输生产中去。 • 民航通过Planning, Scheduling, Operation三个阶段来组织和运用生产资源， 完成运输生产任务。 • 这三个阶段也可分别看作是战略阶段、战 术阶段和操作阶段。
– 航线航权的获得意味着市场准入，是市场资源 – 飞行剖面各阶段飞行成本占比不同 – 航程越长，座公里成本越小 – 航线网络结构、平均航程和航程标准差影响运 行成本 – 航线网络的结构影响航班计划的制定和运行 – 与机型应当相互匹配，可以降低运行成本 – 航线之间可以相互支撑和相互影响
2013-10-31 12
2013-10-31 25
六、航空运输规划什么？
• 我们来看看一些典型的规划问题。首先 看看航线网络规划问题。 • 航线网络规划有以下问题
– 选择OD流（服务市场） – 选择基地（枢纽）机场（定位问题） – 选择OD流路经
• 选择OD流，决定了市场和公司的收益
2013-10-31 26
六、航空运输规划什么？
2013-10-31 3
一、航空运输是否需要研究？
• 我今天将和大家一起探讨为什么民航运输 需要学术研究和应用研究？有哪些重要科 学问题和实际问题需要研究？ • 另外，有人可能认为：国家对空管系统的 研究十分重视，对运输系统的研究好像不 重视。是否可认为运输系统的研究价值不 大？ • 你们怎么看这个问题？
• 机组组环则是机组排班的基础工作，是技术性最 强的工作，直接关系到机组资源的使用效率。 • 机组排班为每位机组人员安排飞行作业任务，在 机组组环完成后进行，需要考虑机组满意度、任 务均衡性、机组搭配规则等一系列的影响因素。 • 机组培训和训练计划根据机组人力资源发展规划 和相关法规安排机组培训和训练任务，落实机组 资质提升计划。 • 机组排班和机组培训、训练计划是战术规划。
航空运输需要研究吗？
南京航空航天大学民航学院 朱金福
航空运输需要规划
• 航空运输是否需要研究？ • 航空运输生产及其特点 • 什么是航空运输规划？ • 为什么航空运输需要规划？ • 航空运输规划什么？ • 如何进行航空运输规划？
2013-10-31 2
一、航空运输是否需要研究？
• 这似乎不成问题。但时至今日，仍然还有 人认为民航是应用性行业，只有操作问题， 不存在学术研究的需要。 • 其实不然，民航运输是一个很复杂的系统， 要让这个系统高效运行，有许多科学问题 需要解决。 • 也有一些人不知道民航运输到底有什么问 题需要研究。
2013-10-31 10
二、航空运输生产及其特点
• 如何根据机组的特点优化配置机组资源？ • 如何在Planning，Scheduling， Operation 三个层次对机组资源进行优化 配置？这里面存在哪些科学问题？哪些实 际问题？
2013-10-31
11
二、航空运输生产及其特点
• 航线资源的特点
2013-10-31 32
六、航空运输规划什么？
• 机组资源需要如下规划
– 机组人力资源发展规划 – 机组组环问题 – 机组排班问题 – 机组培训、训练计划
• 机组人力资源发展规划根据机队规划和公 司发展规划确定机组规模和结构的发展计 划和具体实施方案。
2013-10-31 33
六、航空运输规划什么？
• 飞机选型解决用什么飞机的问题，应当结 合运输商务模式和航线网络结构进行分析 • 机舱设计决定座位布置和附加设施
2013-10-31 28
六、航空运输规划什么？
• 机队规模和结构优化决定什么机型的飞机 引进多少架。 • 飞机更新计划决定每年的引退计划，即什 么机型各年新引进飞机多少架，哪些飞机 需要退役。 • 飞机部署计划决定各基地部署什么机型的 飞机多少架。 • 这些问题可以抽象为生产存储计划和设备 更新问题。
• 基地机场的位置和运输路经决定了运输成 本。 • 所以航线网络规划结果决定了航空公司的 经营成效。 • 在学术上，航线网络规划是市场选择问题、 定位（中位）问题和路径问题的综合问题。
2013-10-31
27
六、航空运输规划什么？
• 机队规划问题包括
– 飞机选型和机舱设计 – 机队规模和结构优化 – 飞机更新规划 – 飞机部署规划
• 国际上先进航空公司建有技术部门OR Group，他 们是航空公司核心技术的研发者。在INFORMS中 成立了由各航空公司的OR Group为会员的航空公 司专业委员会：AGIFORS。 • AGIFORS每年开一次年会，并分有六个研究小组， 研究小组每年也召开一次研讨会。交流学术问题和 实际问题。
– 为正常有效执行航班运输任务做出的一列 的决策，这种决策需要针对某些目标进行 优化。
• 关于规划的意义
– 通常的规划有战略、战术和操作层次，分 别对应于Planning，Scheduling和 OPeration。
2013-10-31 19
– 学术上规划是指数学规划和优化(Program, Optimization) – 这里的规划是指应用Programming或 optimization的方法解决航空运输从战略 层次到操作层次的规划问题(Planning, Scheduling,Operation)，所以这里的规 划包含有航空运输的Planning, Scheduling, Operation 中 采用到 Programming方法的任何决策问题。
• 舱位控制是收益管理的核心内容，通过对 座位存量的控制实现航班收益最大化。 • 超售管理的出现在收益管理概念之前，早 了20年，旨在减少空座损失，提高航班收 益。 • 团队控制是针对团队旅客的特点，通过对 团队订座的安排（接受与否、运输路线） 增加航班收益。
2013-10-31 34
六、航空运输规划什么？
• 收益管理是一种销售计划，包括
– 需求预测 – 定价管理 – 舱位控制 – 超售管理 – 团队控制
• 需求预测是收益管理的基础和依据 • 定价管理是收益管理的手段之一，通过票 价控制，使航班收益最大化。
2013-10-31 35
六、航空运输规划什么？
2013-10-31 14
二、航空运输生产及其特点
• 根据以上时刻资源的特点，如何优化配置 时刻资源？ • 如何在Planning，Scheduling， Operation 三阶段对时刻资源进行优化配 置，其中有什么科学问题和实际问题需要 研究？
2013-10-31
15
二、航空运输生产及其特点
二、航空运输生产及其特点
• 根据上述航线资源特点的讨论，应当如何 优化配置航线资源？ • 如何在Planning，Scheduling， Operation 三阶段对航线资源进行优化配 置？存在什么科学问题和实际问题？
2013-10-31
13
二、航空运输生产及其特点
• 时刻资源的特点
– 政府对时刻资源的管理 – 时刻资源受天气等外部因素影响严重 – 时刻资源的利益性和公共产品的双重特性 – 时刻资源的价值不同 – 时刻资源的独占性和外部性 – 时刻资源的空间关联性 – 时刻资源可交换吗？
2013-10-31 29
六、航空运输规划什么？
• 在战术层次上。航班计划是最重要的规划 内容，是Scheduling的核心。包括
– 航班频率 – 航班时刻 – 机型指派 – 飞机路线
• 航班频率根据需求确定用什么机型飞多少 个航班。
2013-10-31 30
六、航空运输规划什么？
• 航班时刻根据需求分布和旅客计划延误时 间最短确定最佳班期和时刻。 • 机型指派是在确定航班时刻表后为每个航 班指定一种机型。 • 飞机路线是为每种机型执行的航班构造合 适的航班串，并满足飞机A检的要求。 • 航班计划正在向综合优化方向发展。
一、航空运输是否需要研究？
• 我将首先从航空运输生产的特点出发，揭示出航 空运输系统面临的问题。 • 航空运输生产的特点可以从系统内部、外部两个 方面来分析。 • 系统内部主要围绕生产资源的优化配置展开的， 旨在与外部需求相匹配，用尽可能小的成本完成 运输任务。 • 外部则有自然系统和社会系统，它们直接影响运 输需求的产生 。如何获取更多的需求是主要目的。
• 地面保障资源的特点
– 作业任务量和时间随机 – 作业地点不固定 – 各保障作业之间存在串行、并行和混合关系， 因此作业时间可能相互影响 – 作业能力受多种因素影响 – 空行路程影响作业效率 – 各设备作业存在相互干涉，并对安全关系重大
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二、航空运输生产及其特点
• 根据以上地面保障资源的特点，如何优化 配置地面保障资源？ • 如何在Planning，Scheduling， Operation 三阶段对地面保障资源进行优 化配置，其中有什么科学问题和实际问题 需要研究？
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二、航空运输生产的特点
• • • • • • • • • 服务范围大 网络结构影响系统运行效率 运力相对固定 需求波动大 产品不能存储 产品生产过程即消费过程 市场可细分 安全快捷舒适，但辅助时间较长 受天气影响较大
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2013-10-31
三、什么是航空运输规划
• 航空运输规划
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四、为什么航空运输需要规划？
• 航空运输资源需要优化配置，才能最大限 度地发挥资源的效益。 • 航空运输从Planning到Operation存在许 多决策问题，这些决策问题存在多种方案， 各种方案相对于不同的目标优劣程度不同。 • 由于航空运输系统十分复杂，这些决策问 题拍脑袋或靠手工难以获得解决方案。
2013-10-31
21
五、航空运输规划什么？
• 航空运输规划至少包括如下内容
– – – – – – – – –
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市场计划和机队规划 航线规划 航班计划 飞机排班/飞机维修计划 机组排班/地服人员排班 收益管理 运行控制 地面保障设备调度 停机位指派
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航空运输规划流程图
市场规划
机队规划 航线规划
战略层次
航班计划
战术层次
机组排班
飞机排班
收益管理 地面保障 设备调度 运行控制 航班正常运行
2013-10-31
操作层次
停机位指派
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航空运输规划的层次
• 战略wenku.baidu.com次规划 • 战术层次的规划
– 市场计划、机队规划、航线规划
– 航班计划、飞机排班、机组排班 – 收益管理、运行控制 – 地面保障设备调度、停机位指派等
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二、航空运输生产及其特点
• 航空器运行的特点：
– 固定成本大，边际成本小 – 机型越大，座公里成本越小 – 速度快，适合于长航程运输 – 机型多，干支线结合，可以飞到边远地方 – 不受地形限制，适合于地形复杂地区的运输 – 飞行的航路不占用土地 – 拥有成本大，提高利用率意味着降低成本 – 机队结构对运行成本影响大 – 运行受天气影响大
• 操作层次的规划
• 机场操作规划
• 它们协同工作，共同完成航空运输生产任务。
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航空公司的核心技术是什么？
• 在同一质量标准要求下，在同样运行规范管理下， 使用了同样的先进飞机，各航空公司的产品趋于同 质化。那么航空公司的核心技术是什么呢？
– 核心技术：自有规划技术和掌握这些规划技术的人才。
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2013-10-31
二、航空运输生产及其特点
• 根据以上航空器特点，应该如何优化配置 航空器资源？ • 从Planning，Scheduling，Operation 三个层次分析在优化配置航空器资源方面 存在什么科学问题和实际问题？
2013-10-31
9
二、航空运输生产及其特点
• 机组的特点
– 机型执照限制 – 航线资质限制 – 机组搭配限制 – 飞行时间限制 – 值勤时间限制 – 第二大运行成本 – 满意度限制、均衡性限制
2013-10-31 31
六、航空运输规划什么？
• 另一个战术层次的规划是飞机维修计划， 主要指飞机的停场检修计划，C检。 • 停场检修影响了飞机可获得性，降低飞机 的年利用率，在制定航班计划时，必须考 虑飞机的可获得性。 • 制定飞机维修计划应当在遵守飞机维修大 纲的条件下，尽量减少飞机停场时间，减 少对航班计划的影响。安排在需求波谷期 较好。
2013-10-31 5
二、航空运输生产及其特点
• 航空运输生产的资源 –飞机资源 –机组资源 –航权资源（航线资源） –时刻资源（容量资源） –机场地面保障资源
2013-10-31
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二、航空运输生产及其特点
• 航空运输生产需要高效组织这些资源，投 入到运输生产中去。 • 民航通过Planning, Scheduling, Operation三个阶段来组织和运用生产资源， 完成运输生产任务。 • 这三个阶段也可分别看作是战略阶段、战 术阶段和操作阶段。
– 航线航权的获得意味着市场准入，是市场资源 – 飞行剖面各阶段飞行成本占比不同 – 航程越长，座公里成本越小 – 航线网络结构、平均航程和航程标准差影响运 行成本 – 航线网络的结构影响航班计划的制定和运行 – 与机型应当相互匹配，可以降低运行成本 – 航线之间可以相互支撑和相互影响
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2013-10-31 25
六、航空运输规划什么？
• 我们来看看一些典型的规划问题。首先 看看航线网络规划问题。 • 航线网络规划有以下问题
– 选择OD流（服务市场） – 选择基地（枢纽）机场（定位问题） – 选择OD流路经
• 选择OD流，决定了市场和公司的收益
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六、航空运输规划什么？
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一、航空运输是否需要研究？
• 我今天将和大家一起探讨为什么民航运输 需要学术研究和应用研究？有哪些重要科 学问题和实际问题需要研究？ • 另外，有人可能认为：国家对空管系统的 研究十分重视，对运输系统的研究好像不 重视。是否可认为运输系统的研究价值不 大？ • 你们怎么看这个问题？
• 机组组环则是机组排班的基础工作，是技术性最 强的工作，直接关系到机组资源的使用效率。 • 机组排班为每位机组人员安排飞行作业任务，在 机组组环完成后进行，需要考虑机组满意度、任 务均衡性、机组搭配规则等一系列的影响因素。 • 机组培训和训练计划根据机组人力资源发展规划 和相关法规安排机组培训和训练任务，落实机组 资质提升计划。 • 机组排班和机组培训、训练计划是战术规划。
航空运输需要研究吗？
南京航空航天大学民航学院 朱金福
航空运输需要规划
• 航空运输是否需要研究？ • 航空运输生产及其特点 • 什么是航空运输规划？ • 为什么航空运输需要规划？ • 航空运输规划什么？ • 如何进行航空运输规划？
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一、航空运输是否需要研究？
• 这似乎不成问题。但时至今日，仍然还有 人认为民航是应用性行业，只有操作问题， 不存在学术研究的需要。 • 其实不然，民航运输是一个很复杂的系统， 要让这个系统高效运行，有许多科学问题 需要解决。 • 也有一些人不知道民航运输到底有什么问 题需要研究。
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二、航空运输生产及其特点
• 如何根据机组的特点优化配置机组资源？ • 如何在Planning，Scheduling， Operation 三个层次对机组资源进行优化 配置？这里面存在哪些科学问题？哪些实 际问题？
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二、航空运输生产及其特点
• 航线资源的特点
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六、航空运输规划什么？
• 机组资源需要如下规划
– 机组人力资源发展规划 – 机组组环问题 – 机组排班问题 – 机组培训、训练计划
• 机组人力资源发展规划根据机队规划和公 司发展规划确定机组规模和结构的发展计 划和具体实施方案。
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六、航空运输规划什么？
• 飞机选型解决用什么飞机的问题，应当结 合运输商务模式和航线网络结构进行分析 • 机舱设计决定座位布置和附加设施
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六、航空运输规划什么？
• 机队规模和结构优化决定什么机型的飞机 引进多少架。 • 飞机更新计划决定每年的引退计划，即什 么机型各年新引进飞机多少架，哪些飞机 需要退役。 • 飞机部署计划决定各基地部署什么机型的 飞机多少架。 • 这些问题可以抽象为生产存储计划和设备 更新问题。
• 基地机场的位置和运输路经决定了运输成 本。 • 所以航线网络规划结果决定了航空公司的 经营成效。 • 在学术上，航线网络规划是市场选择问题、 定位（中位）问题和路径问题的综合问题。
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六、航空运输规划什么？
• 机队规划问题包括
– 飞机选型和机舱设计 – 机队规模和结构优化 – 飞机更新规划 – 飞机部署规划
• 国际上先进航空公司建有技术部门OR Group，他 们是航空公司核心技术的研发者。在INFORMS中 成立了由各航空公司的OR Group为会员的航空公 司专业委员会：AGIFORS。 • AGIFORS每年开一次年会，并分有六个研究小组， 研究小组每年也召开一次研讨会。交流学术问题和 实际问题。
– 为正常有效执行航班运输任务做出的一列 的决策，这种决策需要针对某些目标进行 优化。
• 关于规划的意义
– 通常的规划有战略、战术和操作层次，分 别对应于Planning，Scheduling和 OPeration。
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– 学术上规划是指数学规划和优化(Program, Optimization) – 这里的规划是指应用Programming或 optimization的方法解决航空运输从战略 层次到操作层次的规划问题(Planning, Scheduling,Operation)，所以这里的规 划包含有航空运输的Planning, Scheduling, Operation 中 采用到 Programming方法的任何决策问题。
• 舱位控制是收益管理的核心内容，通过对 座位存量的控制实现航班收益最大化。 • 超售管理的出现在收益管理概念之前，早 了20年，旨在减少空座损失，提高航班收 益。 • 团队控制是针对团队旅客的特点，通过对 团队订座的安排（接受与否、运输路线） 增加航班收益。
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六、航空运输规划什么？
• 收益管理是一种销售计划，包括
– 需求预测 – 定价管理 – 舱位控制 – 超售管理 – 团队控制
• 需求预测是收益管理的基础和依据 • 定价管理是收益管理的手段之一，通过票 价控制，使航班收益最大化。
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六、航空运输规划什么？
2013-10-31 14
二、航空运输生产及其特点
• 根据以上时刻资源的特点，如何优化配置 时刻资源？ • 如何在Planning，Scheduling， Operation 三阶段对时刻资源进行优化配 置，其中有什么科学问题和实际问题需要 研究？
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二、航空运输生产及其特点
二、航空运输生产及其特点
• 根据上述航线资源特点的讨论，应当如何 优化配置航线资源？ • 如何在Planning，Scheduling， Operation 三阶段对航线资源进行优化配 置？存在什么科学问题和实际问题？
2013-10-31
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二、航空运输生产及其特点
• 时刻资源的特点
– 政府对时刻资源的管理 – 时刻资源受天气等外部因素影响严重 – 时刻资源的利益性和公共产品的双重特性 – 时刻资源的价值不同 – 时刻资源的独占性和外部性 – 时刻资源的空间关联性 – 时刻资源可交换吗？
2013-10-31 29
六、航空运输规划什么？
• 在战术层次上。航班计划是最重要的规划 内容，是Scheduling的核心。包括
– 航班频率 – 航班时刻 – 机型指派 – 飞机路线
• 航班频率根据需求确定用什么机型飞多少 个航班。
2013-10-31 30
六、航空运输规划什么？
• 航班时刻根据需求分布和旅客计划延误时 间最短确定最佳班期和时刻。 • 机型指派是在确定航班时刻表后为每个航 班指定一种机型。 • 飞机路线是为每种机型执行的航班构造合 适的航班串，并满足飞机A检的要求。 • 航班计划正在向综合优化方向发展。