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摘要:
针对双枢纽机场不属于同一机场集团的航线网络重合问题，以机场为视角优化航线网络布局，提出竞争情景下的双枢纽航线网络优化模型。在P枢纽中位问题航线网络构建思想的基础上，以旅客计划延误成本和航线重合成本最小为目标，考虑双枢纽机场直飞和中转航线、旅客需求、中转航程等因素，建立了竞争情景的无容量限制严格多分配0-1整数规划双枢纽航线网络优化模型，并使用交互式的线性和通用优化求解器（LINGO）对模型进行求解。选取成渝机场群成都双流机场和重庆江北机场作为双枢纽进行实例分析，通过不同航线重合成本研究航线网络优化问题。结果表明：优化后的目标函数值下降明显，计划延误成本下降率随航线重合成本的升高而减小，其中，航线重合成本为2 000元和3 000元时，目标函数值的下降率最高，分别为32.8%和32.6%，此时航线网络计划延误成本和航线重合成本的平衡效果最好。可见，所提模型可以在充分考虑双枢纽机场竞争关系、兼顾计划延误成本的同时降低航线重合率，从而减少航线冗余导致的资源浪费，为存在竞争关系且追求协同发展的双枢纽合理调整航线网络提供指导。
Abstract:In view of the overlapped airline network of dual hub airports that do not belong to the same airport group, an optimization model of dual hub airline networks in a competition scenario was proposed by optimizing the airline network layout of the airports. Based on the airline network construction idea in the median of p hub, the goal was to minimize the planned delay cost of the travelers and overlapped airline cost, and factors such as direct and transit airlines in dual hub airports, passenger demand, and transit flight were considered. In addition, an optimization model for dual hub airline networks with strict multi-allocation 0–1 integer programming without capacity constraints in competitive scenarios was established, and LINGO was used to solve the model. Chengdu Shuangliu Airport and Chongqing Jiangbei Airport in Chengdu-Chongqing Airport Group were selected as dual hubs for case analysis, and the optimization of the airline network was studied based on the overlapped airline cost. The results show that the optimized objective function value decreases significantly, and the decrease rate of planned delay cost decreases with the increase in overlapped airline cost. When the overlapped airline costs are 2 000 RMB and 3 000 RMB, the decrease rate of the objective function value is the highest, which are 32.8% and 32.6%, respectively. In this case, the balance effect of the planned delay cost and the overlapped airline cost of the airline network is the best. It can be seen that the model can fully consider the competition relationship between dual hub airports, take into account the planned delay cost, lower the overlapped airline rate, reduce the waste of resources caused by airline redundancy, and provide guidance for the reasonable adjustment of the airline network of dual hub airports in competition and collaborative development.
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图 5 计划延误成本下降率及航线重合率变化趋势
Figure 5. Trend of decrease rate of planned delay cost and overlapped airline rate
表 1 col = 0优化中转航线网络
Table 1. Optimized transit airline network at col = 0
出发机场 到达机场 中转机场 出发机场 到达机场 中转机场 青岛胶东TAO 成都双流CTU 上海虹桥SHA 哈尔滨太平HRB 成都双流CTU 杭州萧山HGH 青岛胶东TAO 重庆江北CKG 上海虹桥SHA 哈尔滨太平HRB 重庆江北CKG 杭州萧山HGH 泉州晋江JJN 成都双流CTU 武汉天河WUH 长春龙嘉CGQ 成都双流CTU 杭州萧山HGH 海口美兰HAK 成都双流CTU 深圳宝安SZX 长春龙嘉CGQ 重庆江北CKG 济南遥墙TNA 宁波栎社NGB 成都双流CTU 深圳宝安SZX 大连周水子DLC 成都双流CTU 杭州萧山HGH 温州龙湾WNZ 成都双流CTU 深圳宝安SZX 大连周水子DLC 重庆江北CKG 杭州萧山HGH 沈阳桃仙SHE 重庆江北CKG 杭州萧山HGH 
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表 2 col = 0优化直飞航线网络
Table 2. Optimized direct airline network at col = 0
出发机场 到达机场 出发机场 到达机场 出发机场 到达机场 长沙黄花CSX 成都双流CTU 深圳宝安SZX 重庆江北CKG 武汉天河WUH 重庆江北CKG 长沙黄花CSX 重庆江北CKG 珠海金湾ZUH 成都双流CTU 毕节飞雄BFJ 成都双流CTU 杭州萧山HGH 成都双流CTU 珠海金湾ZUH 重庆江北CKG 毕节飞雄BFJ 重庆江北CKG 杭州萧山HGH 重庆江北CKG 宁波栎社NGB 重庆江北CKG 遵义新舟ZYI 成都双流CTU 石家庄正定SJW 成都双流CTU 温州龙湾WNZ 重庆江北CKG 信阳明港XAI 成都双流CTU 石家庄正定SJW 重庆江北CKG 上海虹桥SHA 成都双流CTU 信阳明港XAI 重庆江北CKG 乌鲁木齐地窝堡URC 成都双流CTU 上海虹桥SHA 重庆江北CKG 宜春明月山YIC 成都双流CTU 乌鲁木齐地窝堡URC 重庆江北CKG 沈阳桃仙SHE 成都双流CTU 宜春明月山YIC 重庆江北CKG 福州长乐FOC 成都双流CTU 拉萨贡嘎LXA 成都双流CTU 银川河东INC 成都双流CTU 福州长乐FOC 重庆江北CKG 拉萨贡嘎LXA 重庆江北CKG 银川河东INC 重庆江北CKG 泉州晋江JJN 重庆江北CKG 黔江武陵山JIQ 成都双流CTU 阿坝红原AHJ 成都双流CTU 海口美兰HAK 重庆江北CKG 黔江武陵山JIQ 重庆江北CKG 济南遥墙TNA 成都双流CTU 厦门高崎XMN 成都双流CTU 兰州中川LHW 成都双流CTU 济南遥墙TNA 重庆江北CKG 厦门高崎XMN 重庆江北CKG 兰州中川LHW 重庆江北CKG 襄阳刘集XFN 成都双流CTU 深圳宝安SZX 成都双流CTU 武汉天河WUH 成都双流CTU 襄阳刘集XFN 重庆江北CKG
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表 3 col =
4000 元优化中转航线网络Table 3. Optimized transit airline network at col =
4000 RMB出发机场 到达机场 中转机场 出发机场 到达机场 中转机场 青岛胶东TAO 成都双流CTU 上海虹桥SHA 上海虹桥SHA 重庆江北CKG 厦门高崎XMN 石家庄正定SJW 成都双流CTU 兰州中川LHW 沈阳桃仙SHE 重庆江北CKG 杭州萧山HGH 乌鲁木齐地窝堡URC 重庆江北CKG 银川河东INC 哈尔滨太平HRB 成都双流CTU 杭州萧山HGH 福州长乐FOC 成都双流CTU 上海虹桥SHA 哈尔滨太平HRB 重庆江北CKG 济南遥墙TNA 泉州晋江JJN 成都双流CTU 武汉天河WUH 长春龙嘉CGQ 成都双流CTU 杭州萧山HGH 海口美兰HAK 成都双流CTU 深圳宝安SZX 长春龙嘉CGQ 重庆江北CKG 济南遥墙TNA 厦门高崎XMN 成都双流CTU 武汉天河WUH 大连周水子DLC 成都双流CTU 武汉天河WUH 珠海金湾ZUH 成都双流CTU 武汉天河WUH 大连周水子DLC 重庆江北CKG 杭州萧山HGH 宁波栎社NGB 成都双流CTU 深圳宝安SZX 信阳明港XAI 成都双流CTU 武汉天河WUH 温州龙湾WNZ 成都双流CTU 深圳宝安SZX 黔江武陵山JIQ 成都双流CTU 重庆江北CKG
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表 4 col =
4000 元优化直飞航线网络Table 4. Optimized direct airline network at col =
4000 RMB出发机场 到达机场 出发机场 到达机场 出发机场 到达机场 长沙黄花CSX 成都双流CTU 珠海金湾ZUH 重庆江北CKG 毕节飞雄BFJ 重庆江北CKG 长沙黄花CSX 重庆江北CKG 宁波栎社NGB 重庆江北CKG 遵义新舟ZYI 成都双流CTU 青岛胶东TAO 重庆江北CKG 温州龙湾WNZ 重庆江北CKG 信阳明港XAI 重庆江北CKG 杭州萧山HGH 成都双流CTU 上海虹桥SHA 成都双流CTU 宜春明月山YIC 成都双流CTU 杭州萧山HGH 重庆江北CKG 沈阳桃仙SHE 成都双流CTU 宜春明月山YIC 重庆江北CKG 石家庄正定SJW 重庆江北CKG 拉萨贡嘎LXA 成都双流CTU 银川河东INC 成都双流CTU 乌鲁木齐地窝堡URC 成都双流CTU 拉萨贡嘎LXA 重庆江北CKG 银川河东INC 重庆江北CKG 福州长乐FOC 重庆江北CKG 黔江武陵山JIQ 重庆江北CKG 阿坝红原AHJ 成都双流CTU 泉州晋江JJN 重庆江北CKG 兰州中川LHW 成都双流CTU 济南遥墙TNA 成都双流CTU 海口美兰HAK 重庆江北CKG 兰州中川LHW 重庆江北CKG 济南遥墙TNA 重庆江北CKG 厦门高崎XMN 重庆江北CKG 武汉天河WUH 成都双流CTU 襄阳刘集XFN 成都双流CTU 深圳宝安SZX 成都双流CTU 武汉天河WUH 重庆江北CKG 襄阳刘集XFN 重庆江北CKG 深圳宝安SZX 重庆江北CKG 毕节飞雄BFJ 成都双流CTU
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表 5 col =
8000 元优化中转航线网络Table 5. Optimized transit airline network at col =
8000 RMB出发机场 到达机场 中转机场 出发机场 到达机场 中转机场 青岛胶东TAO 成都双流CTU 上海虹桥SHA 哈尔滨太平HRB 成都双流CTU 杭州萧山HGH 杭州萧山HGH 重庆江北CKG 厦门高崎XMN 哈尔滨太平HRB 重庆江北CKG 济南遥墙TNA 石家庄正定SJW 成都双流CTU 兰州中川LHW 长春龙嘉CGQ 成都双流CTU 杭州萧山HGH 乌鲁木齐地窝堡URC 重庆江北CKG 银川河东INC 长春龙嘉CGQ 重庆江北CKG 济南遥墙TNA 福州长乐FOC 成都双流CTU 上海虹桥SHA 大连周水子DLC 成都双流CTU 武汉天河WUH 泉州晋江JJN 成都双流CTU 武汉天河WUH 大连周水子DLC 重庆江北CKG 杭州萧山HGH 海口美兰HAK 成都双流CTU 深圳宝安SZX 信阳明港XAI 成都双流CTU 武汉天河WUH 厦门高崎XMN 成都双流CTU 武汉天河WUH 济南遥墙TNA 成都双流CTU 银川河东INC 深圳宝安SZX 成都双流CTU 武汉天河WUH 黔江武陵山JIQ 成都双流CTU 重庆江北CKG 珠海金湾ZUH 成都双流CTU 武汉天河WUH 兰州中川LHW 重庆江北CKG 成都双流CTU 宁波栎社NGB 成都双流CTU 深圳宝安SZX 毕节飞雄BFJ 重庆江北CKG 成都双流CTU 温州龙湾WNZ 成都双流CTU 深圳宝安SZX 宜春明月山YIC 重庆江北CKG 成都双流CTU 上海虹桥SHA 重庆江北CKG 厦门高崎XMN 襄阳刘集XFN 重庆江北CKG 成都双流CTU 沈阳桃仙SHE 重庆江北CKG 杭州萧山HGH
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表 6 col =
8000 元优化直飞航线网络Table 6. Optimized direct airline network at col =
8000 RMB出发机场 到达机场 出发机场 到达机场 出发机场 到达机场 长沙黄花CSX 成都双流CTU 珠海金湾ZUH 重庆江北CKG 武汉天河WUH 重庆江北CKG 长沙黄花CSX 重庆江北CKG 宁波栎社NGB 重庆江北CKG 毕节飞雄BFJ 成都双流CTU 青岛胶东TAO 重庆江北CKG 温州龙湾WNZ 重庆江北CKG 遵义新舟ZYI 成都双流CTU 杭州萧山HGH 成都双流CTU 上海虹桥SHA 成都双流CTU 信阳明港XAI 重庆江北CKG 石家庄正定SJW 重庆江北CKG 沈阳桃仙SHE 成都双流CTU 宜春明月山YIC 成都双流CTU 乌鲁木齐地窝堡URC 成都双流CTU 拉萨贡嘎LXA 成都双流CTU 银川河东INC 成都双流CTU 福州长乐FOC 重庆江北CKG 拉萨贡嘎LXA 重庆江北CKG 银川河东INC 重庆江北CKG 泉州晋江JJN 重庆江北CKG 黔江武陵山JIQ 重庆江北CKG 阿坝红原AHJ 成都双流CTU 海口美兰HAK 重庆江北CKG 兰州中川LHW 成都双流CTU 济南遥墙TNA 重庆江北CKG 厦门高崎XMN 重庆江北CKG 武汉天河WUH 成都双流CTU 襄阳刘集XFN 成都双流CTU 深圳宝安SZX 重庆江北CKG
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表 7 不同航线重合成本航线优化结果
Table 7. Optimization results of overlapped airline cost for different airlines
状态 $ {c^{{\mathrm{ol}}}} $ 计划延误成本/元 计划延误成本下降率/% 航线重合率/% 目标函数现值/元 目标函数原值/元 目标函数下降率/% 优化前 619723 68.1 优化后 0 423759 31.6 75.9 423759 619723 31.6 1000 429245 30.7 51.7 459245 651723 29.5 2000 429245 30.7 51.7 459245 683723 32.8 3000 440238 29.0 48.3 482238 715723 32.6 4000 478151 22.8 37.9 522151 747723 30.2 5000 532151 14.1 27.6 572151 779723 26.6 6000 554290 10.6 24.1 596290 811723 26.5 7000 606465 2.1 17.2 641465 843723 24.0 8000 637065 −2.8 13.8 669065 875723 23.6
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