基于枢纽机场的机场群协作运行与管理关键理论与方法研究

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1、中图分类号：U8论文编号：102870715-B018学科分类号：082302博士学位论文基于枢纽机场的机场群协作运行与管理关键理论与方法研究研究生姓名吴刚学科、专业交通信息工程及控制研究方向航空运输系统建模与优化指导教师夏洪山教授南京航空航天大学研究生院民航学院二О一五年九月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofCivilAviationKeyTheoryandMethodsofCoordinatedOperationandMan

2、agementforHubBasedAirportGroupAThesisinTrafficInformationEngineeringandControlbyWuGangAdvisedbyProf.XiaHongshanSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofPhilosophySeptember,2015承诺书本人声明所呈交的博士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其

3、他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学博士学位论文摘要2007年中国民用航空局发布的《全国民用机场布局规划》提出：到2020年，重点培育国际枢纽、区域中心和门户机场，完善干线机场功能，适度增加支线机场布点，构筑规模适当、结构合理、功能完善的北方（华北、东北）、华东、中南、

4、西南、西北五大区域机场群[1]。本文从机场群内机场竞争与协作的角度，研究机场群内机场之间通过分工与协作，以实现差异化、层次化发展，达到整个地区的机场资源共享和民航运输业持续性发展，从而有效避免机场群内出现不良竞争而带来的低效率运行。本文的主要研究内容如下：一、机场腹地范围的研究。机场腹地一般是指机场在通过建设和强化航线网络结构，提高基地承运人营运成效的过程中可能实现的潜在市场区域。由于机场群机场之间的距离相近易使得机场腹地相互重叠，因此加剧了机场之间的恶性竞争。本文通过机场腹地的实证研究，确定了机场腹地的范围及其对机场运输潜力的影响；

5、通过运输潜力与机场实际运输量的对比，确定了机场相互竞争的程度，进而为机场开展协作运行提供了实施方向。二、机场群协作运行与管理技术研究。由于机场群内各机场的腹地交叉相重，使得机场之间只依靠竞争的方式难以获得持续健康的发展，因此必须从机场群的角度，通过航线与航班差异化来实现各机场的协同发展。本文建立了多机场航线协调模型，该模型通过机场群内的枢纽机场将其它机场的客源汇集在一起以实现旅客出行成本最小。这种方式不仅降低了旅客的出行成本，并且大大减少了机场群内的航线数量，避免了机场间的恶性竞争。进而又建立了机场群航班时刻协调模型。该模型以旅客总时

6、间损失最小为目标，以满足整个机场群内的旅客需求为条件并且以旅客在机场间可以自由流动为假设，并通过k-means聚类算法对模型进行求解。此两个模型从理论上提出了兼顾机场、航空公司与旅客三方利益的机场群协作运行方式。三、机场群航空业务发展定位。机场群内存在的中小机场在现阶段单纯依靠航线运输量不足以支撑机场运营。开展与机场相适应的特色航空业务，能够起到有益的补充作用。本文以长三角中江苏省中小机场为例，首先研究了影响中小机场发展航空业务的地理分布、产业基础、经济结构、文化氛围等综合因素，然后利用多属性决策方法确定各机场每项航空业务的机场排名，

7、最后制定出适合每个中小机场发展的航空特色业务差异化策略。四、机场运行效率提高技术。在机场群协作运行的前提下，各机场之间的竞争主要体现在运行效率的提高。机场的运行效率主要集中在跑道、停机位与值机方面。本文针对繁忙机场日益严重的航班延误问题，为提高旅客的满意度，提出了一种高效的停机位分配模型。该模型基于免疫进化算法，以旅客到达停机位总时间最短作为目标函数。模型可以用于在机场航班时刻已知的情况下，对不同时段航班的停机位进行高效快速分配。通过对国内某大型I基于枢纽机场的机场群协作运行与管理关键理论与方法研究机场的实际运行数据进行计算及对比分析

8、，表明该模型和方法是有效可行的。关键词：机场群，机场腹地，航线网络，时刻分配，多属性决策，停机位指派，协调运行II南京航空航天大学博士学位论文ABSTRACT“NationalCivilAirportLayoutPlan