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考虑外包的货运航空公司货流分配问题

柳欣宇 乐美龙 虞沁悦

柳欣宇, 乐美龙, 虞沁悦等 . 考虑外包的货运航空公司货流分配问题[J]. 北京航空航天大学学报, 2021, 47(8): 1515-1523. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2020.0286
引用本文: 柳欣宇, 乐美龙, 虞沁悦等 . 考虑外包的货运航空公司货流分配问题[J]. 北京航空航天大学学报, 2021, 47(8): 1515-1523. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2020.0286
LIU Xinyu, LE Meilong, YU Qinyueet al. Cargo flow distribution of cargo airlines considering outsourcing[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2021, 47(8): 1515-1523. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2020.0286(in Chinese)
Citation: LIU Xinyu, LE Meilong, YU Qinyueet al. Cargo flow distribution of cargo airlines considering outsourcing[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2021, 47(8): 1515-1523. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2020.0286(in Chinese)

考虑外包的货运航空公司货流分配问题

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2020.0286
基金项目: 

国家自然科学基金 71471110

江苏省自然科学基金 BK20151479

详细信息
    通讯作者:

    乐美龙, E-mail: lemeilong@126.com

  • 中图分类号: F562;U8

Cargo flow distribution of cargo airlines considering outsourcing

Funds: 

National Natural Science Foundation of China 71471110

Natural Science Foundation of Jiangsu Province BK20151479

More Information
  • 摘要:

    针对货运航空公司大量、纷繁交错的航空货运需求,制定合理的路径规划和配流方案可以降低运输成本、提高运输效率。考虑货机运输和外包运输2种运输方式,建立了运力配置和货流分配一体化的混合整数规划模型。以中国国际货运航空有限公司为例进行算例求解,根据不同运输距离对货流进行预分配,根据OD对机场所在集合预先规定货流可以中转的机场,不仅缩小了搜索空间,比两者均不处理时节省了85.12%的计算时间,而且中转货流运输路径总长度和中转货流周转量与不处理相比也分别降低了17.19%和28.99%,减少了大量绕路。得到的结果与不考虑外包的模型相比节省了4.87%的成本。引入外包价格系数进行灵敏度分析,随着外包价格系数从1.2到0.8不断减小,货运航空公司通过外包运输的货物量增加,同时小型货机执飞的航段不断减少,而大型货机执飞的航段没有变化。对不同运输方式的单位运输成本随运输量变化的曲线进行分析,当货运航空公司在面临新增局部货运需求时,可以不改变全局方案,而根据曲线及剩余运力情况做出较优的决策。

     

  • 图 1  不同外包价格系数下B777F货机的指派情况

    Figure 1.  Assignment of B777F freighters under different outsourcing price coefficients

    图 2  不同外包价格系数下B757-200SF货机的指派情况

    Figure 2.  Assignment of B757-200SF freighters under different outsourcing price coefficients

    图 3  不同航段上3种运输方式成本变化曲线

    Figure 3.  Cost change curves for three modes of transportation on several flight segments

    表  1  各机场间的货运需求

    Table  1.   Freight demands among airports

    机场 需求/t
    PEK PVG CTU CKG TSN CGO NKG CGQ SHE
    PEK 0 224 112 26.775 0 11.375 105 25.9 23.1
    PVG 210 0 73.5 24.5 59.5 9.8 0 23.1 33.6
    CTU 101.5 35.875 0 0 18.9 16.1 70 17.15 21.875
    CKG 49 29.4 0 0 6.3 7.525 36.75 7.7 3.325
    TSN 0 48.125 11.55 7.875 0 22.75 17.15 4.2 4.025
    CGO 35 11.55 16.1 7.525 24.5 0 3.15 3.325 2.1
    NKG 69.3 0 45.5 27.3 26.6 11.9 0 10.5 7.875
    CGQ 26.95 14.35 11.2 7 9.625 6.475 3.15 0 0
    SHE 23.1 12.6 9.275 13.405 15.4 17.15 14.875 0 0
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    表  2  部分OD对货流分配结果

    Table  2.   Cargo flow distribution results of some OD pairs

    OD对 货流分配/t OD对 货流分配/t
    PEK-CTU PEK-CTU: 106.5; PEK-CGO-CTU: 5.5 CKG-TSN CKG-NKG-CGO-TSN: 6.3
    CTU-NKG CTU-CGO-NKG: 70 CTU-CGQ CTU-PEK-CGQ: 2;外包: 12.15
    NKG-CTU NKG-CGO-CTU: 45.5 TSN-CKG TSN-CGO-CKG: 3.95;外包: 3.925
    PVG-SHE PVG-TSN-SHE: 33.6 CGO-CGQ CGO-PEK-CGQ: 3.325
    CKG-PEK CKG-NKG-PEK: 26.7;CKE-NKG-CGO-PEK: 0.8;外包: 21.5 PVG-CGQ PVG-PEK-CGQ; 3;外包: 20.1
    NKG-TSN NKG-CGO-TSN: 26.6 CGO-SHE CGO-TSN-SHE: 2.1
    CTU-TSN CTU-CGO-TSN: 18.9 CTU-SHE CTU-CGO-TSN-SHE: 1.5;外包: 20.375
    TSN-NKG TSN-CGO-NKG: 17.15 CGQ-NKG CGQ-PEK-NKG: 1.5;外包: 1.65
    SHE-CGO SHE-TSN-CGO: 17.15 CTU-PVG 外包: 35.875
    SHE-NKG SHE-TSN-CGO-NKG: 14.875 CKG-PVG 外包: 29.4
    CGQ-PVG CGQ-TSN-PVG: 14.35 PEK-CKG 外包: 26.775
    SHE-PVG SHE-TSN-PVG: 12.6 PVG-CKG 外包: 24.5
    CGO-PVG CGO-TSN-PVG: 11.55 SHE-CKG 外包: 13.405
    TSN-CTU TSN-CGO-CTU: 11.55 CGQ-CTU 外包: 11.2
    NKG-CGQ NKG-PEK-CGQ: 10.5 CKG-CGQ 外包: 7.7
    PVG-CGO PVG-TSN-CGO: 9.8 CGQ-CKG 外包: 7
    SHE-CTU SHE-TSN-CGO-CTU: 9.275 CGQ-CGO 外包: 6.475
    NKG-SHE NKG-CGO-TSN-SHE: 7.875 TSN-CGQ 外包: 4.2
    CKG-CGO CKG-NKG-CGO: 7.525 CKG-SHE 外包: 3.325
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    表  3  是否进行预处理的求解结果对比

    Table  3.   Comparison of solving results with and without preprocessing

    处理方式 求解时间/s 中转货流运输距离/km 中转货流周转量/(t·km) 总成本/(103元)
    两者均处理 826 53 912 719 171.025 3 620.441
    货流分配方式未处理 61 110 1 112 919.575 3 339.996
    中转机场未处理 5 550 61 201 831 750.115 3 607.828
    两者均未处理 65 105 1 012 728.775 3 328.502
    注:“—”表示无法在合理时间内求得最优解,设置最大运算时间为7 200 s。
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-06-20
  • 录用日期:  2020-09-30
  • 刊出日期:  2021-08-20

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