运筹学方法在航空公司收益管理中的
运筹学在航空运输中的应用研究
运筹学在航空运输中的应用研究随着全球化的不断深入，航空运输成为了人们跨越大洋甚至跨越国家的重要手段。
为了更好地满足旅客的需求，提高运输效率和降低成本，航空公司逐渐引入了运筹学这一分支学科进行航班调度、航线规划、航空安全等方面的研究和应用。
一、航班调度航班调度是指安排飞机的始发时间、起飞时间、飞行路线、着陆时间等问题的一个复杂的问题。
针对这一问题，运筹学提供了一系列有效的方法，如基于规划的航班调度算法、基于学习的航班调度算法、模拟退火算法等等。
在这些算法中，基于规划的航班调度算法是最为常用的一种。
该算法的核心是建立一个数学模型来描述问题的各个方面，并通过多次计算，找到最佳的调度方案。
这种算法不仅可以解决常规的航班调度问题，还可以考虑到飞机机位的限制、空管条件、气象条件等各种复杂因素，从而优化调度方案的效果。
二、航线规划航线规划是指为飞机规划最佳的飞行路线，以减少燃料消耗，缩短航程，提高运输效率。
这一问题通常受到许多因素的影响，例如气象条件、空中交通情况、土地形态等等。
针对这些复杂的因素，许多运筹学算法被应用于航线规划领域。
例如，以遗传算法为例，它可以通过将优秀的航线组合作为基因来模拟自然进化过程，从而找到最佳的航线组合。
遗传算法还可以考虑到实际情况中的局部最优解，从而避免因为特定情况下的限制而陷入死循环。
三、航空安全航空安全是航空运输过程中最为重要的问题之一。
在航空安全方面，运筹学也为航空公司提供了很多有效的方法。
例如使用支持向量机算法来预测飞机故障和机件磨损情况，学习机群之间的相关性，预测飞机的安全性等等。
运用这些方法可以帮助航空公司及时发现和解决飞机故障情况，从而提高飞行安全性。
四、总结运筹学在航空运输领域中的应用已经得到广泛推广和应用，并取得了显著的成效。
通过运筹学算法的优化和改进，航空公司不仅可以提高飞行安全性，还可以缩短飞行时间、降低成本，提高运输效率。
未来，随着新技术的发展，运筹学算法的优化将会进一步提高运输效率和降低成本，为全球航空运输行业带来更为显著的影响。
运筹学在交通运输行业中的应用
运筹学在交通运输行业中的应用
运筹学是一种数学工具，它通过建立模型和优化算法来解决决策问题。
交通运输行业是运筹学应用的重要领域之一。
在这个行业中，运筹学的应用可以帮助决策者优化交通流量、降低成本、提高效率和服务质量。
以下是运筹学在交通运输行业中的应用：
1. 路线优化：运筹学可以帮助交通运输公司计算最佳路线，以便节省时间和成本。
例如，货运公司可以使用运筹学算法来计算最优的送货路线，从而减少运输成本。
2. 交通流量优化：运筹学可以帮助城市规划者、交通管理部门等决策者优化城市交通流量。
通过建立交通流模型，运筹学可以预测交通流量，提出优化交通流的措施，比如分时段限行、交通信号灯同步控制等。
3. 购票优化：运筹学可以帮助交通运输公司优化票价和座位分配策略。
例如，航空公司可以使用运筹学算法来决定最佳的票价和座位分配，以最大化收益。
4. 车队管理：运筹学可以帮助运输公司优化车队管理，比如调度车辆、降低车辆空驶率、提高车辆利用率等。
5. 货物配送：运筹学可以帮助物流公司优化货物配送，比如合理设计送货路线、安排送货车辆、优化物流节点等。
总之，运筹学在交通运输行业中的应用广泛，可以帮助决策者提高管理效率、降低成本、提高服务质量，为行业的可持续发展做出贡献。
运筹学方法在航空公司收益管理中的
• Yield ManagementRevenue Management
一、什么是 收益管理（2）
• 收益管理的历史与背景
– 1972之前: 研究集中在超售方面（overbooking） – 1970s早期: 部分航空公司开始提供限制销售机
一、什么是收益管理（3）
• 收益管理的历史与背景
– Delta航空公司曾经于1987年评估认为：在每一个航班上多 售出1张全价票，而不是折扣票，全年可增加5亿的收入。
– 原美利坚航空公司在1992的研究指出，在过去的3年中，因 实施收益管理计划，该公司共增加了14亿美元的额外收入， 并估算随着航空市场的日益扩大，这个数字将会更大。
4
x 10 2.5
EMSRb收 益
旅客选择收益
2
1.5
收益
1
0.5
0 试 验 1 试 验 2 试 验 3 试 验 4 试 验 5 试 验 6 试 验 7 试 验 8 试 验 9 试 验 10 平 均 值
试验编号
3.3 预测模型（1）
• 预测模型优劣判定准则
– 准确性
• 较小的平均绝对误差（MAE） • 较小的均方差（MSE） • 较低的平均偏差
– PODS（Passenger Origin-Destination Simulator） 即旅客起终点模拟器，是一种用来调查航空公 司收益管理技术的计算机模拟工具。最初由波 音公司的Hopperstad、Berge和Filipowski提出， 是波音公司决策窗模型的一个扩展，用来研究 航班时刻对航空公司市场份额的影响。
•
每天都是美好的一天，新的一天开启 。21.1.8 21.1.80 3:1203: 12:340 3:12:34 Jan-21
浅析目前中国航空公司收益管理面临的问题及对策
浅析目前中国航空公司收益管理面临的问题及对策作者：郭佳耿成轩来源：《经济研究导刊》2009年第07期摘要：近年来，随着中国航空运输业的快速发展，收益管理在中国民航业运用的必要性和重要性已成为共识。
但是目前传统的收益管理并没有给航空公司带来预期收益，针对航空收益管理现状现状中存在的问题进行了探讨，并提出了相应的解决对策。
关键词：收益管理；长期战略；收益中图分类号：F276.6 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2009）07-0022-02近些年来，随着中国市场经济的不断完善和经济的持续快速增长，中国民航业在进行了一系列体制改革和提高内部管理水平后获得了高速发展。
其中，收益管理作为现代航空公司提高收入、参与市场竞争的不可或缺的手段，已在国内外的航空业中得到了普遍的肯定。
目前，中国重组后的三大航空公司直接从国外购买PROS收益管理系统，其他航空公司也在积极引进国外的收益管理系统。
但是，在收益管理的应用过程中，由于就中国市场的特殊性，以及在管理理念、内部管理等方面存在问题，完全照搬国外航空公司的收益管理所使用的方法，并没有给公司代理预期的收益。
为了保证收益管理能够发挥出其应有的效果，中国航空公司必须认识到收益管理是一种全新的管理模式和技术，起实施效果并不是单纯的技术就可以实现的，需要解决实施所面临的各种问题。
一、收益管理的核心思想及指导性特征收益管理（Revenue Management，简称RM）是一种谋求收益最大化的新经营管理技术，主要通过建立实时预测模型，分析细分市场的需求行为以确定最佳销售或服务价格和存量控制策略，最终实现企业收益最大化。
航空公司收益管理在实践中应该具有以下指导性而非技术性管理特征：（1）以公司的营销战略为核心，着眼公司的长远利益而非短期利润；（2）以客户需求为导向，设计和开发多种适应不同市场需求的产品；（3）以灵活的运行机制参与竞争，以人性化的管理提高客户满意度；（4）如果采取的是集中统一收益管理模式，则应该建立一个顺畅的信息链。
运筹学在航空运输管理中的应用1227资料文档
Airline fleet assignment concepts,
航空公司收益管理
航空公司收益管理研究综述 Yield Management at American Airlines
飞机排班
航空公司飞机排班问题的分阶段指派算法
航线网络规划（网络拓扑、网络最大流、 轴_辐侍服理念下的中国航空网络模式构筑 Airline Network Design and
算DB
DB
DB
图1 收益管理决策支持系统的体系结构图
OR in Air Transportation
中国民航大学管理学院
13
收益管理系统核心模块
定价(价格 和限制条
件)
航班计划
销售分析 需求预测 控制效果分析
运筹学在航空运输管理中的应用 OR in Air transportation
中国民航大学经管学院
褚衍昌
OR in Air Transportation
中国民航大学管理学院
1
主要内容
国内外有关航空运输管理研究的杂志、研 究机构 运筹学在航空运输管理中的主要应用领域 典型问题研究
OR in Air Transportation
收益管理是在经济学、统计学、预测技术、优化技术和计算机技 术基础上形成的一套科学的营销管理方法，核心内容是在合适的 时间，将合适的产品以合适的价格销售给合适的消费者，实现收 入最大化。
对航空公司来讲，收益管理就是在激烈的市场竞争条件下，决定 同一航班上针对不同的等级票价，分别出售多少座位的问题。航
the Environment George Mason University ——Center for Air Transportation Systems Research …………Embry-Riddle Aeronautical University ，Cranfields University
航空公司定价和收益管理中的效率考虑_刘磊
运用运筹学技术的重大贡献解决了航空公司座位分配和一般的易腐资产收益管理问题。
航空公司和其他行业应用数学编程算法控制电脑订票系统中的库存，提高收益绩效的能力改革了服务行业。
然而，针对这一点，这些进展却经常被消费者所怀疑，认为是不利于旅客福利。
人们似乎察觉到收取差别费率和限制低价产品可用性是一种内在的不公平。
收益管理技术对社会的整体影响尚未得到明确的审查。
本文分析的重点是商业航空公司的效率，提供了使用收益管理技术利弊的切实证据。
在美国航空公司放松管制带来的福利变化的背景下，莫里森和温斯顿（1986）关注了效率。
他们发现从降低票价中获得大量的消费者福利，但没有考虑到其在福利分析中产品差异的作用。
航空公司在不同的价格水平下为消费者提供捆绑的航空运输服务与购买限制，或加价的产品。
运用收益管理技术限制产品的票价，如预订限制。
目前，支持产品票价差异化、价格歧视和收益管理的论据都没有提供社会利益的具体保证。
本研究旨在寻找证明目前航空公司定价和收益管理能够有效地分配可用的航空公司座位给社会带来的实实在在的利益的第一证据。
本文的目的是表明产品差异化和收益管理技术对航空公司的生存来说不是简单的不幸，而实际上是有效的和理想的资源分配的工具。
事实上，由此产生的分配给航空公司和社会带来了利益。
本文首先讨论航空市场中的票价产品差异化的性质和价格歧视。
其次，本文审查了以前出现在文献中航空公司价格歧视和收费产品差异化的理由。
兼顾考虑航空公司效率和现实问题。
特别是，交换效率和航空公司有关。
然后提出了以前在航空公司座位中未曾探索的固定产品分配效率的课题。
对现有的航空公司收费产品结构和库存分配方案的检查，为目前航空公司存在的效率提供了一个清晰的分析。
最后，总结结果并作出结论。
一、航空公司市场的收费产品差异化和价格歧视航空公司可能会选择选定的航空运输产品和限制条件作为产品分化的依据，而不是价格歧视。
另一方面，消费者旅行的倡导者可能会选择相反的特性。
运筹学在航空物流与机场管理中应用
运筹学在航空物流与机场管理中应用运筹学在航空物流与机场管理中应用运筹学是一门研究如何优化决策和资源分配的学科，它通过数学模型和算法来解决各种复杂问题。
在航空物流与机场管理领域，运筹学的应用可以帮助提高效率、降低成本，并优化资源利用。
本文将探讨运筹学在航空物流与机场管理中的应用。
一、物流运输优化航空物流是现代物流运输的重要组成部分，它具有速度快、运输能力大、覆盖范围广等优势。
然而，航空物流运输中的一系列问题也需要得到解决，比如如何合理安排航班、如何提高货物的装卸效率等。
在航空物流中，运筹学可以通过优化算法帮助航空公司制定最佳航班计划，以最小化航班延误、最大化货物运输量。
同时，运筹学还可以优化航线规划，使得航空公司的飞机资源得到最大程度的利用，同时减少飞机的非利用时间。
此外，运筹学还可以优化货物的装卸过程。
通过建立合理的装卸计划，合理分配人力资源和设备资源，航空物流企业可以提高货物的装卸效率，减少货物滞留时间，从而提升整体物流运输效率。
二、机场布局规划机场作为航空物流的重要节点，其布局规划对整个物流运输系统起到重要的影响。
运筹学可以帮助优化机场的布局规划，使得其运作更加高效。
首先，运筹学可以通过建立数学模型，优化机场的跑道规划和停机位规划。
通过合理的跑道和停机位布局，可以减少航班之间的冲突，提高航班的起降效率，减少航班延误。
其次，运筹学还可以优化机场的货运处理能力。
通过合理设计货运区域、优化货物的流动路径，可以提高货物的仓储和分拣效率，减少货物滞留时间，提高机场的货运处理能力。
最后，运筹学还可以优化机场的客流导向策略。
通过合理安排候机厅、登机口和安检通道等区域，可以提高旅客的通行效率，减少排队时间，提升旅客的满意度。
三、航空资源调度在航空物流与机场管理中，资源调度是一个关键的问题。
如何合理调度航空公司的飞机、机组和地面设备资源，可以提高航空公司的运行效率，降低成本。
通过运筹学的方法，可以建立飞机、机组和地面设备的优化调度模型，以最小化资源的闲置和等待时间。
运筹学在航空运输管理中的应用1227
航线经营决策 值机柜台、安检服务问题 跑道容量管理 航班坐位控制 航材库存问题 航空联盟 航空公司竞争问题
航空公司•O与机R场i竞n争A合ir作问题
典型文献
机队规划模型的建立及其应用 models, and algorithms
Airline Schedule Planning
aircrew assign problem
国内外有关航空运输管理研究的机构
➢ AGIFORS——The Airline Group of the International Federation of Operational Research Societies
➢ M. I. T——International Center for Air Transportation ➢ NASA Center —— Langley Research Center ➢ Manchester Metropolitan University ——The Centre for Aviation Transport and
Today the AGIFORS membership exceeds 1,200 professionals
representing more than 200 airlines, airline manufacturers and aviation
related industries and associations.
•OR in Air
•中国民航大学管理学院
IFORS & AGIFORS
国际运筹学会（IFORS）除包括各国或地区运筹学会外，还 包括航空运输组 (AGIFORS, Airline Group of IFORS)，专门 研究运筹学在航空运输中的应用问题 50年来至少1000多篇文章在 Operation Research， Transportation Science等相关刊物上发表 UA，AA，BA，AF等国际著名航空公司都设有OR Group
航空公司收益管理
西方各航空公司经营中已经取得 于世界同行枢纽机场基地主营运公司市 地面运营成本通常包括：在机场、文/高绳富（中国东方航空公司有限公司） 航空公司收益管理 Airlinerevenue management上世纪80年代以来,收益管理系统在 机场与浦东机场的35.8%与28.7%，远低 成本和系统运营成本。
了巨大的成功，目前，世界排名前列的 场占有率50%以上的帄均指标。
要与东 候机楼为旅客、飞机提供服务而发生的 航空公司都使用了收益管理系统。
1998 航争夺同一个市场的竞争对手有很多。
成本，航空公司对于始发旅客的订座、 年，美国的独立研究机构 S H§E 公司对 2009年2月，国航上海分公司成立，以 出票、服务等而发生的成本。
这些成本 世界上所有的航空公司作了宏观调查， 45%的市场占有率稳居北京市场老大地位 可以承载的旅客人数或货物量来计算， 以找出哪些因素对收入的影响最大，结 的国航来到上海与东航展开正面交锋。
计算出单位旅客、货物的费用。
论是：决定航空公司收入的主要因素是 而在广州市场占有率高达50%以上的南航 系统运营成本是指除了地面运营成 收益管理，航空公司亏赢与否，近50%是 也成立了南航上海分公司。
还有数不胜 本之外的其他非直接运营成本。
这些成 由于收益管理决定的。
下面以中国东方 数的国外航空公司对上海也早就展开行 本不能直接计入提供航空运输服务所 航空股份公司为例，对收益管理进行探 动。
尽管航油巨幅上涨、经济危机导致 产生的成本，主要是指一些先期投入成 讨。
的上座率低等因素，是2008年东航以及 本。
例如：旨在增加整体收入的促销成其他航空公司巨亏的重要原因，但是日 本，旅客的机上服务、餐食等。
一、 东航收益管理及其必要性益激烈的国内航权、航线竞争、航空公 企业管理费用是航空公司整体的一 对航空公司而言,收益管理是指运用 司日常运营的竞争，使东航慢慢失去自 般性管理费用，其中维修设施、设备、 预测和优化等手段,将其经营的航班座位 家门口的市场。
运筹学在航空物流中的应用
运筹学在航空物流中的应用近年来，随着国际交流的日益加深、全球贸易的蓬勃发展，航空物流已成为现代经济中不可或缺的重要组成部分。
航空物流的不断发展与完善，需要借助于先进的运营管理技术，以提高运输效率、降低运输成本。
其中，运筹学作为解决优化问题的一种数学模型和方法，正在航空物流领域得到广泛的应用。
一、运筹学的基本概念及应用运筹学是一种数学模型和方法，是运用数学和计算机技术，研究如何科学地组织和管理运输、生产和其他相关活动的学科。
采用运筹学方法可以把所有可能的方案用数学语言描述出来，并且用计算机模拟出来，通过对比各方案的优劣、概率等指标，最终得出最优决策方案。
在航空物流中，运筹学可以应用到航线规划、空中交通管理、机组人员调配、仓库管理和货物运输等多个方面。
例如，针对货物运输问题，可以通过运筹学方法来确定货物的最优装载方案、最短路径和最优调度时间。
以此可以提高运输效率，降低运输成本，提升整个航空物流系统的管理水平。
二、航空物流中的运筹学模型1. 航线规划模型航空公司的航线规划模型是运筹学在航空物流中应用的重要方面。
其目的是确定航线的最优方案，使得航空公司可以实现最大化的收益和最低化的成本。
其中，运筹学可以解决的问题包括飞机的航线规划，不同间隔时间的起降降落、乘员/货物在舱内的分配等问题。
2. 空中交通管理模型“空中交通拥挤”是航空物流发展中的一个难点，可以通过制定合理的空中交通管理计划来应对。
在空中交通管理模型中，运筹学方法可以帮助规划和运作空中交通系统，使得空中交通安全和高效地运行。
空中交通管理模型通过考虑飞机数量、航线、起降时刻、燃料消耗等因素，优化飞机飞行路线，增加航线容量，提高交通效率，减少延误和拥堵。
此外，运筹学模型还可以考虑天气状况、机场降雪、机场延误等无法避免的因素，从而更好地应对复杂的空中交通管理问题。
3. 仓库管理与货物运输模型航空物流的仓库和货物运输管理也是运筹学在其应用中的一个方面。
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• 混合logit模型
– 克服了标准logit模型的三个限制：偏好变化、成比例替代、跨区 间选择。
3.2 旅客选择模型（1）
• PODS旅客选择模型
一、什么是收益管理（3）
• 收益管理的历史与背景
– Delta航空公司曾经于1987年评估认为：在每一个航班上多 售出1张全价票，而不是折扣票，全年可增加5亿的收入。
– 原美利坚航空公司在1992的研究指出，在过去的3年中，因 实施收益管理计划，该公司共增加了14亿美元的额外收入， 并估算随着航空市场的日益扩大，这个数字将会更大。
• 收益管理的定义：在合适的时间将合适的 产品以合适的价格销售给合适的顾客。 （UA，1987）
• Yield ManagementRevenue Management
一、什么是 收益管理（2）
• 收益管理的历史与背景
– 1972之前: 研究集中在超售方面（overbooking） – 1970s早期: 部分航空公司开始提供限制销售机
150 75% $25960 $173
每客公里收入（美分）
8.24
每座公里收入（美分）
6.18
（座公里=客公里*客座率）
20 23 22 30 15 110 55% $28940 $263 12.53 6.89
17 23 19 37 40 136 68% $31250 $230 10.94 7.44
• 1970, Lyle 指出旅客到达符合系统Gamma 和 随机 Poisson 过程.
• 经验研究表明，正态分布符合航空公司的 订座累计过程 [Belobaba,1987]
3.1 需求分布模型（2）
• Logit模型
– 可以表示系统性偏好的变化 – 在给定选择者代表性效用的设定时，暗含了选择项之间成比例的
4
x旅客选择收益
2
1.5
收益
1
0.5
0 试 验 1 试 验 2 试 验 3 试 验 4 试 验 5 试 验 6 试 验 7 试 验 8 试 验 9 试 验 10 平 均 值
• 航空公司销售评估指标
– 客座率
• 旅客人数/飞机可用座位数
– 客公里收入
• 总收入/（旅客人数*航段公里数）
– 座公里收入
• 总收入/（座位数*航段公里数）
– 平均折扣率
• 各旅客的票价之和/(旅客人数*航段公布价)
一、什么是收益管理（5）
• PEKCAN航班仅剩1个位子
– 100%概率卖500元 – 80%概率卖800元 – 50%概率卖1300元
替代 – 跨期间的重复选择，如个人过去的选择对当前选择产生的影响，
或属性改变后的滞后反应等
• 广义极值模型（generalization extreme value models，GEV）
– GEV模型的共性在于所有选项的效用不可观测部分服从于广义极值 的联合分布。这一分布允许选项间存在相关性，并且是一种能够 用于标准的logit模型的广义的单变量极值分布。
– PODS（Passenger Origin-Destination Simulator） 即旅客起终点模拟器，是一种用来调查航空公 司收益管理技术的计算机模拟工具。最初由波 音公司的Hopperstad、Berge和Filipowski提出， 是波音公司决策窗模型的一个扩展，用来研究 航班时刻对航空公司市场份额的影响。
票，如BOAC(现在的 British Airways) – 1972年, Littlewood 首次提出一种两个舱位的销
售控制策略 – 近40年来的发展历程
• 航节控制single leg control; • 航段控制segment control; • 起始地、目的地控制origin-destination control
• 如何卖？
– 客座率
• 关注人数
– 客公里收入
• 关注票价
– 座公里收入
• 关注人数与票价
一、什么是收益管理（6）
• 航程：2100公里，座位数：200座
等级
平均票价
客座率 重点
客公里收入 座公里收入
重点
重点
Y
$420
0
M
$360
13
Q
$230
14
B
$180
55
V
$120
68
售出的座位数 客座率 总收入 平均票价
二、收益管理的要素(1)
• 影响收益管理的一些因素
– 用户行为和需求的易变性 – 控制系统 – 收益的要素 – 可变成本因素 – 价格体系 – 问题的规模 – 问题的界面 – ……
二、收益管理的要素(2)
市场 销售
市场细分
历史数据采集
Noshow、goshow分析
需求预测
座位分配控制 AU
团队销售 Price
– 时至今日，全球大约超过80%的航空公司都在使用这一工具。 – 产品: PROS; （Sabre）Airmax; Habersham-Oasis Logistic Ltd. – 中国的航空公司
• 三大航、海航、川航、深航 • 2005年，深航的瑞马系统 • 厦门航空+中国民航大学
一、什么是收益管理（4）
– PODS的基本思想是在真实的航空旅行当中模拟 乘客和航空公司之间的交易决策过程。
3.2 旅客选择模型（2）
旅客选择模型
航程/订座数据 航程/等级订座/取消
收益管理座位存量控制
当前订座
未来订座
预测模块
更新
历史订座 历史订座数据库
3.2 旅客选择模型（3）
• 基于非齐次旅客到达选择的舱位控制模型
运筹学方法在航空公司收益管 理中的应用
中国民航大学 樊玮
报告提纲
• 一、什么是收益管理 • 二、收益管理的要素 • 三、需求预测 • 四、座位控制 • 五、超售管理 • 六、应用总结
一、 什么是收益管理（1）
• 起源于航空运输业 • 行业特点：就是必须在限定的期限内将各
种不同价位的产品销售出去，否则，就会 白白损失销售不了的产品 。
超售计算 OverBooking
二、收益管理的要素(3)
• 需求预测 • 超售 • 座位控制 • 团队管理
三、需求预测
• 1、需求分布 • 2、旅客到达模型 • 3、预测模型
3.1 需求分布模型（1）
• 1958, Beckmann and Bobkowski 比较了泊松、 负二项、Gamma 模型，指出旅客到达符合 Gamma 模型.