基于燃油成本最小的机队规划研究

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1、第43卷第4期2013年7月航空计算技术AeronauticalComputingTechniqueV01．43No．4Jul．2013基于燃油成本最小的机队规划研究谷润平，陈慧，王鹏(中国民航大学空中交通管理学院，天津300300)摘要：以燃油成本最小为目标，考虑航班频率限制、旅客市场需求、机队可利用时间限制、空勤人员限制及航路对机型的限制等因素，实现航空公司航线网与机队资源的最优配置，为航空公司降低运行成本，特别是中短程飞行，提供依据。并就该问题建立整数规划模型，通过算例对模型进行分析和评价。关键词：机队规划；燃油成本最小；整数规划中图分类号：V355．2；0221．6文献标识码：

2、A文章编号：1671．654X(2013)04．O006．03ResearchonFleetPlanningBasedonMinimumFuelCostGURun-ping，CHENHui，WANGPeng(CollegeofAirTrafficManagement，CAUC，Tianjin300300，China)Abstract：Aimedatminimizingthefuelcost，multiplexfactorsareconsideredtoachievetheoptimalcon-figurationoftheroutenetworkandfleetresourcesoft

3、heairline，suchasflightfrequencylimit，passengermarketdemand，theavailabletimeofthefleet，theaircrewrestrictionsandrouterestrictionswiththeair-planetypes．Anditprovidesabasicmeansfortheairlinetoreducetheoperatingcosts，especiallyintheshort-haulflights．Andonemathematicalprogrammingmodelisintroduced，and

4、theanalysisandevalua-tionsofthemodelispresentedbytheexamplesolvedbythegivenmodel．Keywords：fleetplanning；minimumcostoffuel；integralprogramming引言我国经济和国际影响力的强势崛起，为民航业发展注人了强劲动力，民航年运输总周转量和旅客运输量连续五年排名世界第二。与此相应，航空公司运行成本也节节攀升，运行成本控制已不仅是航空公司追求利润的手段，也是合理利用社会资源、提高利用效率、建设资源节约型、环境友好型社会的内在需求。由于国际油价上涨及我国航油经营特色

5、体制，燃油成本成为我国众多航空公司的最大成本项目之一，燃油成本控制也关系到航空公司可持续发展和社会经济发展低碳环保诉求的实现。近几年研究机队规划方面文献不多，文献[1—2]结合市场结构及生产技术变化两因素构建机队规划模型，指出航空公司机队机构是受到这两方面深刻影响的。文献[3]建立了以机队总运输成本最小为目标的机队规划模型。文献[4]研究了飞机选型、机队优化调度、以及利用机队优化调度技术评价机队配置方案的可行性问题，其本质属于对微观机队规划方法的讨论。文献[5]提出以“航班节一航班机型分配”成本为最小的目标函数方法。文献[6]以利润最大化为目标，通过对航线运力分配方案进行优化，确定最优

6、的机队配置方案。这些研究成果对航空公司运营均有一定实际意义，但考虑的现实约束条件都相对较少，不能涵盖航空公司机队规划工作中所涉及的众多因素，限制了适用范围。本文在前人研究基础上，提出以航空公司机队燃油成本最小化为目标，结合实际，综合提出燃油成本控制约束条件，如客流量限制、航班量限制、飞机可利用时间限制、空勤人员限制、航路限制等，建立了数学规划模型，实现机队资源和航线资源的优化配置，并通过算例进一步阐明模型应用，为航空公司降低燃油成本提供科学依据，特别对于中短程航线飞行，由于时间成本控制效果并不明显，燃油成本控制成为总运行成本控制的关键环节。收稿日期：2013—05—09修订日期：201

7、3—06—24基金项目：国家自然科学基金重点项目资助(60832012)；中国民航大学研究生科技创新基金项目资助(YJSCXl2-01)作者简介：谷润平(1971一)，男，陕西靖边人，副教授，主要研究方向为飞机性能。2013年7月谷润平等：基于燃油成本最小的机队规划研究l模型建立1．1目标函数设某航空公司有航线资源m条，机队机型n种，单位时间(1d)内第i种机型在第_『条航路上作往返飞行的次数为茗。(i=1，2，⋯，n；j=1，2，⋯，m)，为