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1、不正常航班和旅客行程恢复问题研究 ii ABSTRACT As the rapid expansion of air transportation and lack of the resources, irregular flights happen more and more frequently, which have been the most popular topic of passengers and a challenge of airlines. How to reduce irregular flights and improve passenger satisfaction
2、 has become the new study trend and become a significant factor for airlines to organize transportation, reduce operation costs and improve corporate image. According to the operation processes and demand of passenger itinerary recovery in domestic airlines, phased recovery for passenger itinerary a
3、nd integrated recovery for flights and passenger itinerary was discussed and analyzed in this paper. Firstly, according to the survey of domestic airlines, irregular flight service, passenger itinerary recovery policies and processes were summarized and analyzed. Secondly, a space-time network was b
4、uilt and a multi-commodity flow model of passenger itinerary recovery was established based on aircraft recovery schedule. Danzig-Wolfe decomposition algorithm was designed to solve the model and passenger itinerary recovery schedule can be given. Actual instance analysis shows that Danzig-Wolfe dec
5、omposition can be used to find out the optimal solution which reduces the airlines cost and enhances the passenger satisfaction in compliance with the request of real-time decision-making. Finally, a mixed programming model of integrated recovery for flights and passenger itinerary was established a
6、nd a greedy simulated annealing algorithm combined with column generation algorithm was proposed to improve solving efficiency. It is proved by a real case that the algorithm can effectively solve the irregular flight recovery problems and obtain a satisfactory solution under real-time decision-maki
7、ng requirements. Key words: irregular flights, passenger itinerary, recovery, column generation algorithm, heuristic algorithm 南京航空航天大学硕士学位论文 iii 目目 录录 第一章 绪论 1 1.1 研究背景 1 1.2 旅客行程恢复研究现状分析 2 1.2.1 分阶段恢复问题研究现状 2 1.2.2 一体化恢复问题研究现状 3 1.3 旅客行程恢复问题总结 4 1.3.1 问题描述 4 1.3.2 典型目标 4 1.3.3 典型约束 5 1.4 研究内容和研究方法
8、 6 1.4.1 研究内容 6 1.4.2 研究方法 6 1.5 论文结构 7 第二章 不正常航班旅客管理方法 . 9 2.1 航班不正常旅客服务 9 2.1.1 经济补偿 9 2.1.1 退票/签转 . 10 2.1.2 提供食宿 10 2.1.3 协助成行 11 2.2 航班不正常旅客安排 11 2.2.1 旅客安排策略 11 2.2.2 航班恢复流程 12 2.3 优化管理方法 14 2.3.1 报告制度和资质审核 14 2.3.2 责任分担机制 15 2.3.3 加快立法 15 2.3.4 建立旅客帮助部门 15 2.4 本章小结 16 第三章 旅客行程分阶段恢复问题 . 17 不正常
9、航班和旅客行程恢复问题研究 iv 3.1 引言 17 3.2 术语定义 17 3.3 旅客行程恢复模型 18 3.3.1 模型假设 18 3.3.2 构造时空网络 18 3.3.3 符号定义 19 3.3.4 数学模型 19 3.4 算法设计 21 3.4.1 主问题 22 3.4.2 子问题 22 3.4.3 子问题搜索算法 23 3.4.4 Danzig-Wolfe 算法步骤 . 25 3.4.5 分枝定界算法求整数解 26 3.5 算例分析 26 3.6 本章小结 29 第四章 飞机路线和旅客行程一体化恢复问题 . 30 4.1 引言 30 4.2 术语定义 30 4.3 飞机路线和旅客
10、行程一体化恢复模型 31 4.3.1 模型假设 31 4.3.2 时空网络 32 4.3.3 恢复策略 33 4.3.4 符号定义 35 4.3.5 数学模型 36 4.4 算法设计 38 4.4.1 贪婪算法分析 39 4.4.2 模拟退火算法分析 40 4.4.3 Danzig-Wolfe 算法分析 . 41 4.4.4 结合 Danzig-Wolfe 算法的贪婪模拟退火算法设计 42 4.5 算例分析 46 4.6 本章小结 48 第五章 全文总结与研究展望 . 49 南京航空航天大学硕士学位论文 v 5.1 本文总结 49 5.2 本文创新点 50 5.3 研究工作展望 50 参考文献
11、 52 致谢 55 在学期间发表的学术论文及研究成果 . 56 不正常航班和旅客行程恢复问题研究 vi 图清单图清单 图 3.1 成本分解示意图 . 21 图 3.2 子问题搜索算法的网络弧示意图 . 24 图 3.3 子问题搜索算法的栈存储示意图 . 25 图 3.4 旅客自行签转和分阶段恢复方案的延误时间分布 . 28 图 3.5 旅客自行签转和分阶段恢复方案的取消旅客时间分布 . 28 图 4.1 时空网络示意图 . 32 图 4.2 航班不正常示意图 . 33 图 4.3 不正常航班恢复结果示意图 . 34 图 4.4 贪婪算法流程图 . 40 图 4.5 模拟退火算法流程图 . 41
12、 图 4.6 Danzig-Wolfe 算法流程图 . 42 图 4.7 解空间示意图 . 43 图 4.8 构造飞机路线示意图 . 43 图 4.9 构造可行旅客行程和最优旅客行程对比示意图 . 44 图 4.10 结合 Danzig-Wolfe 算法的贪婪模拟退火算法流程图 46 图 4.11 分阶段和一体化恢复方案的航班延误和取消情况分布 . 47 图 4.12 分阶段和一体化恢复方案的旅客延误和取消情况分布 . 47 表清单表清单 表 3.1 不正常航班算例数据 . 26 表 3.2 旅客行程恢复实例数据 . 27 表 3.3 旅客自行签转和分阶段恢复方案性能指标 . 27 表 4.1
13、 分阶段和一体化恢复方案的综合统计指标 . 47 南京航空航天大学硕士学位论文 1 第一章 绪论 1.1 研究背景 我国民航运输业持续发展了 30 年, 保持着 GDP 增长速度 1.5 倍左右的年增长率。 2011 年, 全行业共完成运输总周转量 577.44 亿吨公里,比上年增长 7.2%,旅客运输量 29317 万人次, 比上年增长 9.5%,货邮运输量 557.5 万吨,比上年降低 1%。年旅客吞吐量达到 1000 万人次以 上的机场达到全国的 75.1%1。随着民航运输业的快速发展,运输资源日益紧缺,航班不正常 情况越来越严重。2011 年航空公司共计划航班 235.3 万班,正常执
14、行 181.5 万班,航班正常率 为 77.2%,比上一个五年规划期降低了 5%左右。 中国民航发展的第十二个五年规划提出的 三个突出问题之首就是航班正常率下降,航班平均延误时间增加。 “十二五”时期航班正常率的 目标是高于 80%,保证公众对民航服务的基本满意2,提高航班正常率任务艰巨。 引起航班不正常的主要原因包括:航空公司自身原因、天气原因、空管原因、军事活动、 旅客原因、机场原因等。其中最主要因素为航空公司自身原因,具体包括航班计划过站时间短 于标准、航班计划临时调整、维修计划制定不当、机组原因等。天气原因是指本场或降落场天 气情况低于最低飞行和运行标准。天气原因的比例仅次于航空公司自
15、身原因,而且随着自然灾 害的频发,天气原因导致的航班不正常越来越多。空管原因主要包括流量控制、航行保障设备 故障、未及时提供气象服务等3。不正常航班的发生将带来巨大的经济损失,主要包括地面延 误损失、空中延误损失、调机和食宿费用以及正常盈利损失等4。提高航班正常率是航空公司 和旅客实现双赢的有效途径。 飞机、机组、旅客是不正常航班管理最重要的三个方面。尽管其他资源,例如地勤人员、 餐食保障资源及候机门资源同样需要考虑,但这些资源的成本相对较低,管理弹性较大。飞机 和机组是航空公司的稀缺资源,是不正常航班恢复问题的研究重点,而旅客是航空公司收益的 主要来源,是体现不正常航班恢复价值的重要部分。在
16、发生不正常航班之后,航空公司和机场 通常被动地将长时间延误的旅客改签到临近的后续航班,不为中转衔接失败的旅客提供行程安 排。旅客在无法完全获取订座信息和航班延误信息的情况下,往往无法获得满意的改签路线。 另外,运行控制中心进行飞机路线调整时,通常不考虑旅客行程的衔接问题以及交换飞机后旅 客是否能完全登机的问题。这样安排导致的后果是,即使航班已经合理调整,但仍有许多旅客 无法出行或等待较长时间。在出现大面积延误的情况下,旅客的满意度直线下降,更有不少旅 客情绪激动,出现和工作人员的冲突事件,例如,旅客不肯登机、霸机、损毁机场设施。据统 计,2011 年,民航局、各地区管理局、民航局消费者事务中心
17、和中国航空运输协会共受理航空 不正常航班和旅客行程恢复问题研究 2 消费者投诉 2018 件,比上年增加 684 件,增长 51.27%。因此,加强不正常航班旅客行程恢复 问题的研究对提高民航运输的服务质量,维持运输系统正常运转十分重要。 1.2 旅客行程恢复研究现状分析 一般来说,不正常航班恢复问题有两种思路。第一种思路是将整个问题分解为几个子问题 逐一求解,已求解子问题的解是后继子问题的已知条件,不再调整。例如:首先,求解飞机路 线恢复问题,通过取消航班、将航班延误、交换飞机或使用备份飞机等操作获得新的航班计划; 然后,根据新的航班计划求解机组路线恢复问题,获得新的机组排班计划;最后,根据
18、新的航 班计划求解旅客行程恢复问题,给出受扰动旅客的新行程方案。这种求解思路下的不正常航班 恢复问题称为分阶段恢复问题。第二种思路是将整个问题综合在一个模型中进行求解或将相关 子问题综合求解。例如:飞机和机组路线同步恢复或飞机路线和旅客行程同步恢复。这种思路 下的不正常航班恢复问题称为一体化恢复问题。因此,不正常航班旅客行程恢复问题通常是指 分阶段恢复中第三阶段的旅客行程恢复问题或包含旅客行程恢复的一体化恢复问题。 1.2.1 分阶段恢复问题研究现状 不正常航班分阶段恢复方面主要集中于飞机路线恢复问题, 这也是不正常航班研究的起源。 Teodorovic 和 Guberinic5在 1984
19、年首次提出不正常航班恢复网络流模型, 该模型以旅客延误最 小为目标,只针对一个机型和一天的航班计划,有较多的假设条件,无法完全解决实际问题, 但却提供了不正常航班恢复问题的解决思路。该模型采用分支定界算法进行求解,由于模型较 为简单,其算法无法保证大规模问题的求解效率。此后,诸多学者在此基础上进行了模型的完 善和算法的改进。例如,Teodorovic 和 Stojkovic6在模型中增加了机场宵禁时间限制、允许取 消航班。该文提出了混合整数规划编程算法,采用了一个简单的策略:依次对每架飞机指派尽 可能多的航班,运用计算机编程的方法进行求解。由于算法简单,求解速度比较快,但是解的 优质性无法保证
20、。Jarrah7建立的模型中允许调机,并对成本进行了细分。Yan 和 Young8尝试 将模型扩展成多机型的飞机路线恢复模型,并将其视为最小成本流问题,采用拉格朗日松弛算 法进行求解。但该模型虽然考虑了多机型,却不允许不同机型进行交换,其本质仍是一个单机 型问题。之后,Yan 和 Tu9又构建了飞机路线恢复的多商品流模型,该模型为真正意义上的多 机型飞机路线恢复问题,采用了拉格朗日松弛算法和次梯度方法进行求解。经过对算法进行改 进, 将问题进行了分解, 求解效率得到了很大提高。 Arg ello10、 唐小卫、 高强等11采用了 GRASP (贪婪随机自适应搜索算法)邻域搜索技术进行问题求解。
21、首先通过取消所有延误航班获得初 始解;再通过尽可能小的变换获得邻域解,并计算成本;最后通过 GRASP 搜索算法随机选择 较优邻域解,快速得获得较优解。该算法经算例验证是比较快速且可以获得较优解的,但未能 南京航空航天大学硕士学位论文 3 考虑旅客行程衔接性。 除此之外, Yu 和 Qi12, Kohl13,Anderson 和 Varbrand14, Filar15, Clarke16 等都对不正常航班恢复问题的概念和模型进行了扩展和改进。 分阶段恢复问题中关于旅客行程恢复的研究并不多。Lettovsk 17构建了 AIR(不正常航班 恢复)模型,全面考虑了飞机、机组和旅客行程恢复问题,为解
22、决该问题又分解成了 SRM(航 班计划恢复模型) 、CRM(机组恢复模型)和 PFM(旅客流模型)三个子问题逐一进行求解, 这也是不正常航班分阶段恢复问题的主要思路。除此之外,Barnhart18建立了分阶段旅客行程 恢复问题的多商品流模型,陆宏兰19、高强20、严俊21构建了分阶段旅客行程恢复模型,将该 问题转化为运输匹配问题,采用单纯形法进行求解。这三篇文献虽然优化了存储方法和搜索策 略,但由于要生成所有 OD 对的可行路径,并要对所有 OD 进行路径重排,未能充分利用原方 案,所以影响了求解效率。 分阶段恢复的思路来源于实际的运行控制经验,将整个问题分解成了 3 个子问题,降低了 求解的
23、难度,线性的方式也有利于系统的结构构建和调度人员的工作分配,是实际中运用较多 的一种求解思路。但是,这种恢复方法限制了资源之间的相互协调,并不能充分利用资源,优 化结果不如一体化恢复方法。 1.2.2 一体化恢复问题研究现状 不正常航班一体化恢复问题研究起步相对较晚, 由于较难求解, 成功的模型和算法并不多。 Bratu 和 Barnhart22以旅客为研究重点,建立了不正常航班一体化恢复问题的 DPM(受扰动旅 客度量)模型和 PDM(旅客延误度量)模型,DPM 模型是以运行成本和受扰旅客成本最小为 目标的飞机和机组路线一体化恢复模型。该模型的延误成本是估计值,在此基础上,加入关于 旅客的约
24、束和精确计算的旅客成本,模型就扩展为了 PDM 模型,该模型是个一体化恢复模型。 Jafari 和 Zegordi23构建了飞机和旅客一体化恢复模型,允许调整航班计划、交换飞机、调机、 使用备份飞机、取消航班、调整旅客行程。该文重新定义了恢复期,以航班环而非航班、旅客 行程而非旅客航段为交换单位, 减小了问题规模并保证了求解问题的时效性。 Bratu 和 Barnhart24 使用了一种称为“旅客延误计算器”的启发式算法进行求解,该算法允许一些旅客行程恢复策 略,如常旅客优先、先受扰动的旅客先恢复。Bisaillon 和 Cordeau 等25采用破坏和修复的启发 式算法,将该问题处理为车辆路
25、径问题进行求解。该方法分为构建、修复和改进三个阶段,在 构建完可行的飞机路线之后采用最短路算法进行旅客行程的初始构建,为实现运送旅客人数最 多,进行了放松延误时间的枚举尝试,进行飞机路线和旅客行程的相互调整。该文章的启发式 算法虽然考虑了旅客行程衔接性,但枚举的搜索策略效率较低。 一体化恢复对所有资源进行同步恢复,允许相互协调,弥补了分阶段恢复的缺点。但同时, 该问题规模较大,很难给出较好的精确求解算法,为满足时效性要求,一般只能尝试启发式算 不正常航班和旅客行程恢复问题研究 4 法进行求解。 1.3 旅客行程恢复问题总结 1.3.1 问题描述 不正常航班旅客行程恢复问题是指航班发生不正常之后
26、,参考航班延误情况或恢复方案、 航班订座信息、航空公司补偿方案等,对受扰动的旅客进行签转、取消等操作重新安排行程, 减少旅客延误和取消,提高旅客满意度和航空公司收益。 1.3.2 典型目标 不正常航班恢复问题是随着运输量的增加在实际运行控制中产生的, 有着明确的生产需求。 不正常航班恢复问题通常有三个主要目标: 1)保证恢复期后航班按原计划正常运行 该目标体现了恢复的原则。不正常航班恢复是一个修复工作,将断裂的时空网络进行合理 的衔接,而不是时空网络的重新排列,一般要求恢复方案与原计划方案尽可能相同。这样不仅 可以减少对旅客的影响,还可以减少机组、地勤、地面保障、运行控制等相关部门的工作变动,
27、 减少对后续工作的影响。通常,恢复工作要求恢复期结束时,恢复方案与原计划中的各项资源 在各机场的配置一致。例如,恢复期结束后,各个机场所拥有的飞机数、机组数必须与原计划 一致,否则就需要调机或调机组,这样不仅会出现巨大的成本,还会影响后续工作。 在进行不正常航班恢复系统研究时,根据航空公司的需求,一般还会要求减少航班变动。 可以采用以下两种方式减少航班变动:一种是以惩罚函数形式在目标中加入限制条件,包括航 班取消总数、航班更换飞机总数、旅客改签人数等。例如,Bisaillon 和 Cordeau 等25在模型中 将调机成本作为惩罚函数写入了目标函数,限制调机数量。另一种是通过恢复期和恢复主体的
28、 定义,缩小恢复范围。例如,定义恢复主体为受扰动的航班或旅客,未受扰动的航班或旅客不 参与恢复。 2)减少航班不正常对旅客的影响 航班不正常将会导致旅客延误、签转或取消行程。为此,航空公司将对旅客进行补偿,可 能会产生延误补偿、降舱补偿、退票补偿等,此外航班不正常还将影响整体服务质量和旅客满 意度。不正常航班对旅客的影响衡量指标通常有两个: “旅客延误时间”和“旅客补偿成本” 。 “旅客延误时间”是旅客和民航业最为关心的指标之一,也是不正常航班恢复模型最典型的目 标; “旅客补偿成本”应该包括:旅客延误补偿、旅客降舱补偿(损失) 、旅客退票补偿。 一般来说,为了简化模型,目标函数只包含旅客取消
29、成本和旅客延误成本。旅客延误成本 等于单位时间平均旅客延误成本乘以延误时间。当某航班延误成本大于取消成本时,一般将该 南京航空航天大学硕士学位论文 5 航班取消。因此,可以通过计算延误成本的临界值,将航班取消转化为航班延误,进一步简化 成本计算和算法求解。假设当航班延误 t 小时,延误成本大于或等于取消成本,则将所有延误 超过 t 小时的航班都取消,可以认为:取消一个航班等价于将航班延误 t 小时。这种情况下, 该目标本质等同于“旅客延误时间” 。 3)减少航班不正常带来的运行成本 随着研究的不断深入,模型的不断完善,学者们逐渐在目标中加入了航空公司运营成本。 例如,Jarrah7在建立的模型
30、中开始允许调机,并对成本进行了细分,计入了调机成本、旅客退 票或签转其他航空公司航班的票价损失等直接影响航空公司收益的成本。不正常航班运行成本 通常包括调机成本、 取消航班退票损失、 延误航班餐饮成本、 长时间延误航班的食宿成本等15。 通常,延误航班的餐饮及食宿成本可以和旅客延误补偿进行合并,使用平均旅客延误小时成本 进行简化。 1.3.3 典型约束 旅客行程恢复问题的约束一般可以分为以下两类:功能性约束和运行约束。 1)功能性约束)功能性约束 不正常航班恢复方案需要完成原方案的运输任务,实现运输功能,需要对飞机和旅客行程 进行约束。典型的功能性约束有: (a) 飞机流平衡。该约束要求在非过
31、夜机场,进港航班数等于出港航班数;在过夜机场, 进港航班数减去出港航班数等于过夜飞机数。 (b) 航班覆盖性和唯一性。该约束要求航班不是执行就是取消。 (c) 旅客行程可行。该约束要求恢复方案的旅客始发地和目的地与原计划一致。 (d) 旅客出发时间可行。该约束要求恢复方案的旅客第一个航段的预计出发时间不早于原 计划相应的出发时间。 (e) 旅客覆盖性和唯一性。该约束要求每位旅客被安排一条行程或取消行程。 2)运行约束)运行约束 不正常航班恢复方案同样要满足一些运行管理规定。典型的运行约束有: (a) 过站时间限制。该约束要求同一架飞机进港和出港之间的时间间隔应大于等于最小过 站时间标准。 (b
32、) 更换机型限制。该约束要求航班更换的机型为同一型号或者同一系列飞机。 (c) 调机限制。是否拥有备份飞机决定了航班恢复中是否可以进行调机。 (d) 航班座位数限制。该约束要求旅客人数不大于可用座位数。可用座位数由机型和订座 不正常航班和旅客行程恢复问题研究 6 人数决定,订座人数等于恢复期开始时的订座人数加上恢复期内预计订座人数。 (e) 航班要客等级限制。航班的要客等级决定了航班是否允许取消、航班允许延误的最长 时间。 1.4 研究内容和研究方法 1.4.1 研究内容 为解决不正常航班旅客行程恢复问题,本文进行不正常航班旅客行程的分阶段和一体化恢 复问题研究,分别建立符合国情、符合管制条例
33、和调度规则的旅客行程恢复模型,设计出高效 的算法并完成问题求解。 具体研究内容包括: 1. 中国航空公司不正常航班旅客管理现状及运行控制部门处理不正常航班的具体流程, 更改飞机路线和旅客行程需考虑的限制因素、飞机调度的各项成本、旅客延误补偿方 案和优化管理旅客延误的方法。 2. 通过已开发的飞机路线恢复系统获得飞机路线恢复方案,进行基于飞机路线的旅客行 程恢复问题的优化建模与算法设计。 3. 对飞机路线和旅客行程一体化恢复问题,在已有的研究基础上,完善模型假设,进行 优化建模与算法设计。 1.4.2 研究方法 本文通过实地调研和查阅资料,完成对不正常航班恢复问题的透彻理解和需求分析;以数 学规
34、划模型实现该问题的抽象表达,并通过优化求解算法和计算机编程技术,实现这一问题的 求解与分析。 本文采用的技术路线如下: 1. 实地调研、查阅资料,构建飞机路线和旅客行程恢复模型的目标函数和约束条件。通 过前往航空公司运控中心实地观察实习以及与工作人员的交流,了解不正常航班恢复 工作的操作流程、模型中目标函数和相关软性约束;通过阅读我国相关民航法规,了 解相关硬性约束。 2. 通过理论研究优化建模方法以及国内外关于不正常航班恢复问题的模型,构建符合我 国国情、符合实际运行控制流程和管制条例的不正常航班旅客行程恢复模型。 3. 通过系统研究大规模整数规划的求解算法精确求解算法、近似求解算法和启发式
35、 算法,进行该问题的算法设计:分析已建立的模型,根据模型的特点,选用高效快速 的算法进行求解。 南京航空航天大学硕士学位论文 7 4. 进行试验验证和实验分析:在VC+6.0平台上,使用结构化设计的程序开发方法,设 计旅客行程恢复程序。通过大规模案例进行实验分析;通过不同恢复方案的对比,分 析算法的恢复效果及差异原因;最终完成不正常航班旅客行程恢复决策支持系统的开 发。 1.5 论文结构 本文首先在熟悉和理解不正常航班恢复问题的基础上,概括和对比分析了该问题的研究现 状。通过对航空公司运行控制中心的实地调研,了解了不正常航班旅客行程恢复的管理方法, 介绍了航空公司处理实际的不正常航班旅客行程恢
36、复问题的方法和流程,并探讨了优化该问题 的管理方法。在此基础之上,本文进行了不正常航班旅客行程分阶段恢复问题研究以及飞机路 线和旅客行程一体化恢复问题研究,建立了不正常航班旅客行程恢复问题的多商品流模型,采 用精确求解算法和启发式算法完成了两个问题的求解,并通过实际规模的案例进行了算法验证 和结果分析。 全文共分为五个章节,具体的章节内容安排和介绍如下: 章 节 主要内容 第一章 绪论 1.1 研究背景 1.2 旅客行程恢复研究现状分析 1.3 旅客行程恢复问题总结 1.4 研究内容和研究方法 1.5 论文结构 介绍论文的选题背景, 概述并 总结不正常航班旅客行程恢 复问题的国内外研究现状,
37、简 述本文的研究内容、 研究方法 以及论文结构。 第二章 不正常航班旅 客管理方法 2.1 航班不正常旅客服务 2.2 航班不正常旅客安排 2.3 优化管理方法 2.4 本章小结 介绍航空公司在不正常航班 发生后的管理方法, 包括航空 公司提供的旅客服务、 旅客安 排,介绍优化旅客管理的方 法。 第三章 旅客行程分阶 段恢复问题 3.1 引言 3.2 术语定义 3.3 旅客行程恢复模型 3.4 算法设计 3.5 算例分析 3.6 本章小结 建立不正常航班旅客分阶段 恢复问题的多商品流模型, 设 计 Danzig-Wolfe 算法进行模 型的求解, 通过算例结果分析 进行算法验证。 不正常航班和
38、旅客行程恢复问题研究 8 第四章 飞机路线和旅 客行程一体化 恢复问题 4.1 引言 4.2 术语定义 4.3 飞机路线和旅客行程一体化恢复模型 4.4 算法设计 4.5 算例分析 4.6 本章小结 建立不正常航班飞机路线和 旅客行程一体化恢复问题的 混合规划模型,结合贪婪算 法 、 模 拟 退 火 算 法 、 Danzig-Wolfe 算法进行算法 设计, 并通过算例分析进行算 法验证。 第五章 全文总结与研 究展望 5.1 本文总结 5.2 本文创新点 5.3 研究工作展望 对全文的研究内容和结果进 行总结, 归纳文章的创新点以 及有待后续研究的内容。 南京航空航天大学硕士学位论文 9 第
39、二章 不正常航班旅客管理方法 不正常航班旅客的管理主要分为两个部分:航班不正常服务和航班不正常旅客安排。当出 现航班不正常后,旅客会获得经济补偿、退票/改签、食宿、帮助成行等服务,航空公司会通过 航班分流、合并航班以及航班顺延等策略安排无法继续行程的旅客。本章将首先介绍航班不正 常服务及旅客安排,为后续研究做铺垫,在此基础之上介绍旅客的优化管理方法和改进建议。 2.1 航班不正常旅客服务 2.1.1 经济补偿 国家民航总局于 2004 年 6 月公布了 民航总局对国内航空公司因自身原因造成航班延误给 予旅客经济补偿的指导意见(试行) (以下简称航班延误经济补偿指导意见 ) 。这份意见就 国内航
40、空公司因自身原因造成航班延误给予旅客的经济补偿提出了指导意见,并明确了航班正 常率与航班/航线经营权挂钩的具体措施。根据这份指导意见,旅客在遇到航空公司自身原因导 致的长时间延误时,可以得到经济补偿。这份意见将航空公司自身原因造成的延误按标准分为 两种:延误 4 小时以上(含 4 小时) 、8 小时以内的和延误 8 小时以上(含 8 小时)的。对于这 两种延误,航空公司要对旅客进行经济补偿,航空公司应尊重旅客本人的意愿和选择,补偿方 式可以为现金、购票折扣或返还里程等方式。在航班延误情况下,为避免进一步影响后续航班 和旅客,一般不在机场进行现场补偿,航空公司可采用登记、信函等方式进行事后补偿。
41、26 国家民航总局表示,航空公司可在航班延误经济补偿指导意见的框架下自行制定具体 的补偿标准和补偿方案,制定并公布旅客服务承诺 ,将旅客延误给予旅客补偿的标准和办法 作为主要内容。 深圳航空公司是第一家向社会公布旅客服务承诺的公司。 深圳航空公司顾客服务指南 中 明确指出,由于航空公司原因造成的延误,深圳航空公司将予以补偿,补偿标准为:延误 4 小 时以上(含 4 小时) 、8 小时以内的,补偿旅客所持票面价格的 30%;延误 8 小时以上(含 8 小 时)的,补偿旅客所持票面价格的 100%。鹰联航空公司(后来的成都航空公司)是第二家响 应航班延误经济补偿指导意见的公司,鹰联航空公司规定的两
42、种延误补偿标准分别为旅客 所持票面价格的 20%和 40%。 除此之外,航空公司对航班延误的经济补偿标准比较模糊,未公布旅客服务承诺。 航班延 误经济补偿指导意见未能真正发挥作用,反而促使部分旅客在这种不对等的关系下,丧失对 不正常航班和旅客行程恢复问题研究 10 航空公司的信任,出现拒绝登机、霸机、损毁机场设施、与工作人员发生冲突等过激行为,导 致航空公司和机场受到严重损失。 2.1.1 退票/签转 由于航班取消、提前、延误、航程改变或航空公司无法提供原定座位时,旅客要求退票视 为非自愿退票。航空公司对旅客非自愿退票和签转一般在其旅客须知中均有明确的规定。 一般来说,在非自愿情况下的客票退票
43、执行以下规定:一般来说,在非自愿情况下的客票退票执行以下规定: 1)始发站退票 由于航班取消、提前、延误、航程改变或航空公司不能提供原定座位时,航空公司将在始 发站退还旅客全部票面票款。 2)经停地或备降地退票 在经停地或备降地,航空公司将根据旅客所持客票舱位等级退还未使用的航段票款,即经 停地至旅客所持客票上目的地间的公布普通票价乘以旅客原购客票折扣得出的金额(若经停地 或备降地至旅客所持客票目的地间没有定期航班的公布正常票价,航空公司将参照其它交通工 具的费用退还票款) ,但不超过原付票款金额,均不收取退票手续费。有的航空公司在经停站或 备降地的退票更加人性化,例如,厦门航空公司规定退还的
44、票款应保证旅客能够继续旅行至目 的地。 3)来回程退票 来回程已使用部分航段后,航空公司将根据原实付票款扣除已使用航段票款,退还未使用 航段全部票款。 航班延误导致的旅客改签一般执行以下规定:航班延误导致的旅客改签一般执行以下规定: 1)由于航空公司原因(工程机务、航班计划、运输服务、空勤人员)造成航班延误时间较 长或取消,航空公司将尽力将旅客安排到最早的后续航班,使旅客能够尽早成行,票款差额由 航空公司承担。另外,中国国际航空公司还规定:在必要时为旅客延长客票有效期,如果改变 后航程的票价和费用低于旅客已付的票价和费用,航空公司将退还差额; 2)由于非航空公司原因(包括天气、空中交通管制、突
45、发事件、机场等原因)引起的非自 愿变更或签转,航空公司为旅客安排临近的航班,票款差额由旅客自己承担。 2.1.2 提供食宿 航班发生不正常时,航空公司有责任帮助旅客解决当前的生活问题,提供食宿。这样做一 方面可以提高旅客满意度,另一方面在大面积延误情况下,可以缓解旅客对抗心态,有利于不 正常航班恢复管理工作的开展。一般来说,延误时间 4 小时以内的航班,航空公司会为旅客提 南京航空航天大学硕士学位论文 11 供餐食和饮用水,对于延误超过 4 小时(有的航空公司为 8 小时)的航班,航空公司会提供住 宿。因航空公司的原因,造成航班延误或取消,航空公司应免费向旅客提供餐食和饮用水;由 于天气、突发
46、事件、空中交通管制、安检和旅客等非航空公司原因在始发站造成的延误或取消, 航空公司可协助旅客安排膳宿,费用由旅客自理。同时,中国国际航空公司承诺:航班在经停 地点延误或取消,无论何种原因,航空公司均将向旅客提供餐食、住宿等。另外,为体现航空 公司的人性化服务,提高旅客满意度,有些航空公司为延误旅客提供免费电话,为特殊旅客提 供相应的特护服务等。27 2.1.3 协助成行 在发生航班不正常之后,旅客与航空公司之间处于明显的信息不对称关系,旅客往往无法 了解航班延误现状、后续恢复情况,只能依赖于航空公司为其做出合理的选择。航空公司在旅 客服务承诺中也提出会尽力协助旅客及时成行,尽可能安排到最早的后
47、续航班。 海南航空公司和中国国际航空公司均在服务承诺中说明,当发生航班不正常时,会为旅客 安排本航空公司最早有可用座位的定期航班而不额外收费,在必要时延长旅客的客票有效期; 或在合理期限内,通过改变旅客的行程,安排本航空公司的航班或其它承运人的航班;或者采 用相互认可的其它运输方式和舱位等级,将旅客运送到客票上载明的目的地点,不额外收费。 另外,中国东方航空公司还承诺将通过以下方式及时、完整地提供关于航班延误、取消和 变化状态的信息:如果旅客在预定客票时提供了联系信息,航空公司将在获悉航班延误或取消 信息后, 在客票列明的离站时间前 4 小时前或更早时间通知旅客, 以免旅客赶到机场耗费时间。
48、在机场或飞机上发生航班延误或取消时,航空公司将及时发布书面告示或广播向旅客提供航班 延误时间和预计离港时间等信息。 航班延误时间不确定时, 航空公司将每隔 30 分钟向旅客通报 一次航班动态信息。对于在机场候机楼贵宾休息室或客舱等待的旅客,如果航班延误时间不确 定, 航空公司将每隔 20 分钟向旅客通报一次航班动态信息。 在机场候机楼或客舱发生航班延误, 旅客可通过登机口工作人员或乘务人员及时获取航班延误、变化状态等最新信息。旅客也可垂 询客户服务热线获得航班延误或取消最新信息。 2.2 航班不正常旅客安排 2.2.1 旅客安排策略 在航班不正常发生后,类似于飞机恢复和机组恢复,航空公司也会有
49、相应的工作人员负责 对延误旅客进行行程的重新安排,通常会通过航班分流、合并航班、航班顺延等方式实现长时 间延误旅客的签转,减少旅客的延误。 不正常航班和旅客行程恢复问题研究 12 2.2.1.1 航班分流航班分流 航班分流是航空公司最常用的方式。航空公司对于延误 4 小时以上的航班,通常会选择让 旅客分流到临近且有可用座位的后续航班上。在航班的选择上,航空公司通常会参照这样的先 后顺序: (1)选择承运航空公司航班; (2)选择同一个航空联盟的航空公司航班; (3)在旅客 要求下选择其他航空公司航班。航班分流一般不在天气原因及机场关闭情况导致的航班延误情 况下使用。 2.2.1.2 航班顺延航班顺延 当某个航班出现长时间延误时,如果该飞机还有较多后续执飞航班,或者该航班属于某一 个航班波,则该航班的延误可能会导致较多后续航班的延误以及航班波的衔接中断,较多旅客 无法中转。这种情况下,航空公司会考虑将后续航班或航班波内的航班都顺延一些,增加这些 航班的过站时间,吸收部分延误。这种做法很普遍,通常,航班刻意延迟的时间不会超过 30 分钟(超过 30 分钟的航班被定义为不正常航班,影响航空公司正常率) 。采用航班顺延的
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