航空运输组织

第1章 概述 1.1 航空运输组织问题 1.1.1 运输组织有关概念 1. 什么是运输任务？ 运输任务是指采用运输工具实现人或物从出发地到目的地的空间移动（并以此获得相应的运输收入）。描述运输任务有三个基本要素：一是出发地（和出发时间），简称O(origin)；二是目的地（和到达时间），简称D(destination)；三是运输对象（人或物）。在O-D之间的运输任务形成了O-D运输流。因此，运输任务的大小可以用O-D流量表示。 2. 什么是运输资源？ 要完成运输任务，必须提供运输资源，如至少需要载运工具（飞机、汽车、火车、轮船等）和驾驶、乘务人员以及交通网络。对于航空运输，还应包括机场时刻和地面保障资源等重要运输资源。这些资源都需要在执行运输任务前做好准备。 3. 什么是运输组织方式？ 有了运输任务且准备好运输资源后，就要考虑运输组织方式。通常运输组织方式至少有两种：一种是在O-D之间直接运输，也就是从O出发一直不停地运输到D；另一种是在中间某地中转，也就是从O出发先运输到中间某地T，在这里与来自其他始发地且具有同一目的地的运输对象一起由另一个载运工具运往目的地D。有时根据需要可以安排多次中转运输。 4. 什么是运输计划？ 运输组织方式的确定只是从空间上对完成运输任务进行安排，还没有从时间上进行安排。从时间上对运输任务进行安排的结果称为运输计划。运输计划的表现形式一般是运输时刻表，如航班时刻表。 5. 什么是运输组织？ 运输资源的准备需要提前规划和优化分配，运输组织方式的选择需要优化，运输计划的顺利执行需要对运输资源进行优化调度。本书把为了满足运输需求而对运输资源进行的准备和安排（包括规划、分配和调度）称为运输组织。因此，运输组织就是为了完成运输任务而进行的资源准备和活动安排。 从以上定义可以看出，航空运输组织的研究对象是运输资源，研究目的是用*优化方法对运输资源进行规划、分配和调度以及对运输组织方式进行选择，使得运输任务可以高效地完成。 那么什么是运输资源的规划呢？ 说清楚这个问题，先要定义“规划”。规划就是根据预测的未来需求对未来的供给做出安排，以期实现平均意义上的供需平衡。供需平衡是社会经济发展的理想状态，应当尽可能地实现，因此需要采用规划方法安排未来的供给。 根据上述关于规划的定义，运输资源的规划就是根据预测的未来运输需求对运输资源的供给做出安排。从定义可以看出，为做好规划，预测未来的需求是关键。关于需求预测方法有专门的课程介绍，如“交通运输预测基础”，因此本书不再介绍有关需求预测的问题，而是假设已经对需求做好了预测。 一条航线通常代表一个运输市场，获得了一条航线的航权，等于获得了该航线的市场资源。因此，有关运输组织方式的选择优化可以归结为各航线资源的规划问题，即航线网络规划问题。另外，从本质上说，资源的规划、分配和调度都是根据未来运输需求安排运输资源，以实现供需平衡，只是安排的时间周期不同而已。因此，在这个意义上可以把运输组织等同于运输规划。 本书所述的航空运输资源包括飞机资源、机组资源、机场各种保障资源、航线资源等，因此将介绍航空运输以上资源的规划原理、方法和技术。 运输计划与运输组织紧密相关，甚至不能分离，可以放在一本书中进行讨论（孙宏和文军，2009）。但是考虑到这两方面的内容都十分丰富，一本书难以容纳，因此本书不包含运输计划的内容。运输计划由另一本教材介绍（朱星辉，2016）。 1.1.2航空运输规划的类型 根据规划的周期、目的和内容，可以把规划划分为以下几种类型（层次）。 （1） 战略规划，规划周期为长期，一般在10年以上，目的是明确发展方向，内容是进行战略选择。 （2） 发展规划，规划周期为中长期，一般为5年，可能同时为5～10年的发展做出粗略的规划。目的是为贯彻战略规划，提出规划周期内应达到的发展水平，内容是提出为实现发展目标需完成的重点任务。 （3） 建设规划，规划周期为中短期，一般为1～5年，目的是完成发展规划中提出的重点任务，内容是对每一项重点任务进行立项建设，提出建设计划。 （4） 运行规划，规划周期为短期，一般是1天或几天，目的是确保运输计划的顺利运行，内容是在重点任务已完成的前提下（可提供的生产资源总量已确定），针对生产计划（表示需求），进行生产资源的优化分配和调度。 在本书中，航线网络规划和机队规划可能同时含有战略规划和发展规划的内容，机组资源组织既包含发展规划又有运行规划的内容，机场运行规划则属于运行规划的范畴。本书不涉及建设规划问题。 1.2 航空运输系统的组成 航空运输是一个系统。从1.1节的讨论可以看出，航空运输组织是为航空运输系统发展提供资源，为系统运行而对资源做出安排。 航空运输系统是交通运输系统的一个子系统，同时它又由若干子系统组成，如图1-1所示。作为社会系统的子系统，它的外部是社会系统的其他部分和气象、地质等自然系统，系统的服务对象是运输需求发生地（需求源）的旅客或货物。图1-1还给出了航空运输系统各子系统的使命和责任，以及它们之间的相互作用。 图1-1 航空运输系统的组成 从图1-1可以看出，航空公司是运输服务的主体，机场当局和中国民用航空局空中交通管理局（简称民航局空管局）则为航空公司提供运输保障服务，帮助和支持航空公司完成运输生产任务。因此，航空公司在航空运输系统内部是机场和民航局空管局的客户。 1.3 航空运输组织问题的研究方法和步骤 航空运输组织问题主要有以下三类解决方法。 （1） 规则法。规则法是根据规则进行决策的方法。决策的规则有行业规范、企业业务规则和专家经验知识。规则可能是领导和专家长期实践经验的科学总结，也可能是决策者的偏好和效用。用规则进行决策简单易行，但不能精细，带有主观性，难以全面系统地考虑问题。因此，对于小型航空公司，规则法是常用的主要方法；对于大型航空公司，问题要复杂得多，不能完全依赖规则法。规则法在战略规划中发挥着重要作用。 （2） 优化建模法。优化建模法就是应用运筹学的理论和方法对管理决策问题（本书是运输组织问题）建立数学模型，用数学表达式表示管理问题的业务规范、资源限制和管理目标，通过设计求解算法对模型进行求解，获得管理决策问题的解决方案。数学建模可以系统地考虑诸多因素，寻找*佳决策方案。 （3） 系统仿真法。系统仿真可以在计算机系统中虚拟再现航空运输系统的运行过程，获得运行状态，针对各种情景进行仿真试验，从中找出*优的决策方案；也可以对方案进行仿真试验，评估方案的可行性和*优性，发现隐藏的问题，做到事前管理。 航空运输组织的步骤一般包括以下内容。 （1） 问题界定、目标确定和问题调查。 （2） 需求预测和评估。 （3） 提出方案草案。 （4） 对草案进行研讨评估。 （5） 确定方案并实施。 本书主要介绍第（3）步的方法，也就是通过运用规则法或者优化建模法或系统仿真法给出航空运输组织的方案。这是航空运输组织的核心问题，其他步骤是在实际工作中进行的，本书不作介绍。 1.4 本书的内容简介 本书将介绍航空运输组织的概念、内容、方法和技术，全书共6章，除本章以外其他各章内容简要介绍如下。 第2章是机场运行规划。重点阐述机场各种保障资源的容量评估方法和优化分配方法。 第3章是航线网络规划。主要包括航线分析和选择、航线网络经济分析、航线网络结构分析、航线网络优化设计等内容。 第4章是飞机资源组织。主要讨论航空公司的飞机资源规划和配置问题，包括飞机选型、机队规划、机队置换计划、机队配置计划。 第5章是机组资源组织。主要包括机组资源的发展规划和机组排班优化。首先介绍机组人员的适航条例，然后讨论机组资源需求预估、引进途径、机组培训和晋升计划等问题，*后是机组排班问题等。 第6章讨论航空运输组织效率评估方法。首先介绍常用的综合评估方法，包括TOPSIS法、层次分析法和DEA法，然后讨论航空运输组织效率的评估问题。 本书每章后面都有思考题和练习题，思考题供复习时加深对各章内容的理解之用，练习题要求学生认真完成，通过练习熟练各章的知识点。 参考文献 思考题 1. 什么是运输任务？什么是运输计划？什么是运输组织？ 2. 什么是规划？规划有几种类型？ 3. 航空运输组织就是航空运输规划吗？ 4. 航空运输有哪些资源？ 5. 航空运输组织有哪几种方法？各有什么优缺点？ 6. 航空运输组织有几个步骤？如何实施？ 第2章机场运行规划 2.1 机场运行概述 机场是组织航空运输生产的重要场所，这里的运输活动要完成陆路交通和空中交通的衔接，包括飞机起飞、着陆、停放；旅客下机、领取托运行李，办理乘机手续、候机和登机以及转机等；到达的货物在这里卸下和转运，出港的货物在这里分理、打包、装箱和装机。这里一片繁忙景象，人来客往，车辆穿梭，如果没有高效的组织，很难想象这里的运输生产可以紧张有序、安全有效地进行。本章将讨论机场生产资源的组织问题。 机场分为陆侧（landside）和空侧（airside）两部分。航站楼和陆路到达系统组成陆侧部分，是旅客转换交通方式的地方。跑道、滑行道和停机坪等组成空侧部分（也称飞行区），是飞机活动的场所。有时也把终端区（terminal area）划归机场空侧部分。机场组成的示意图如图2-1所示。 机场空侧的运输资源主要是为航空器过站提供保障作业的设施和设备，陆侧的资源主要为运输对象提供服务的设施设备。摆渡车和悬梯车比较特殊，它们在空侧运送旅客，为旅客登机或下机服务，其本质还是为航空器提供保障。空侧的设施包括停机坪（提供机位）、滑行道和跑道，设备包括各种运输车辆、装卸车辆、清洁卫生和加油加水车辆以及飞机引导和牵引车辆等；航站楼的服务资源主要有值机、安检边检、候机登机等的设施设备和站内旅客运输设备，以及行李传送带系统和行李转盘等；陆路到达系统的设施主要有停车场、车道边和各种公交车站、地铁站。 为货物运输提供保障的设施是货站，设备包括装卸设备、场内运送车辆和货站内各种设备。装卸设备主要是传送带车和平台车，货站内各种设备包括站内货物检索、传送、摆放、分拣包装等系统和设备以及安检设备。 机场运行保障服务资源还包括各种作业人员，如各种车辆驾驶员、货物行李的装卸人员、客舱清洁员、值机员、安检员、检票员、引导员等。 机场运行规划就是要对机场生产资源进行有效组织，包括对上述保障资源进行生产能力的评估，即容量评估，以及根据流量（需求）对资源进行分配。也就是说，本章将主要介绍机场保障资源的容量评估和优化分配的方法。首先讨论容量的概念以及容量、流量和延误之间的关系，给出容量评估的基本模型，接着分空侧和陆侧给出各种典型资源的容量计算公式，并进行实例分析。然后讨论资源分配问题，对陆侧和空侧的典型设备建立优化分配模型，并进行实例分析。学生应当掌握资源容量评估方法和资源优化分配方法，并能灵活应用。