适用于枢纽机场的航班时刻资源配置及优化方法
【技术领域】
[0001]本发明属于空管自动化技术领域，特别是涉及一种适用于枢纽机场的航班时刻资源配置及优化方法。
【背景技术】
[0002]航班时刻在国内通常也称起飞时刻、起降时刻，是指向某一航班提供或分配的在某一机场的某一特定日期的到达或起飞时刻，具有稀缺性和独占性的特点。
[0003]2012年国务院发布了《关于促进民航业发展的若干意见》，第一次从国家层面明确指出“民航业是我国经济社会发展重要的战略产业”，并对我国枢纽机场建设提出具体要求:“着力把北京、上海、广州机场建成功能完善、辐射全球的大型国际航空枢纽”，由此可见枢纽机场建设的重要性。新世纪以来，国内航空运输市场蓬勃发展，民航飞机数量和航空运输量逐年增加，空中交通日益繁忙。然而，随着民航运输的高速发展，我国许多机场都面临着容量饱和或者即将饱和的问题，尤其是北京、上海、广州等极度繁忙的枢纽机场，其起降架次屡创新高，因此有限的航班时刻资源与快速增长的航空市场需求之间的矛盾愈显突出，航班时刻“一刻”难求。与此同时，航班时刻的不合理使用对民航运输的影响越来越明显，这将直接导致航班延误的产生，从而大大降低了航空运输效率和服务质量，并严重制约着我国机场的建设和民航事业的发展。因此，如何有效地配置和优化航班时刻资源已成为航空运输业甚至是社会各界共同关心的重点。
[0004]机场航班时刻配置分为宏观和微观两个层面。宏观配置是指相对每条航线的时刻资源的配额;微观配置是指一个机场具体的时刻表。目前，我国现行的航班时刻管理办法的依据是2007年民航局颁布的《民航时刻管理暂行办法》以及2010年民航局发出的《关于进一步做好航权航班和时刻管理工作的通知》。与欧盟等绝大多数国家一样，我国施行的航班时刻配置模式属于世界航空运输协会(IATA)模式，其是按照固定的优先顺序进行行政性分配，这种模式的核心概念是“祖父权利”，即每航季所需要重新分配的航班时刻数量被减至最低，这种配置方法的缺点是不符合经济规律，容易造成航班时刻使用效率低下。另外，全球民航领域内存在的另一种时刻配置模式是美国模式，其采用行政分配与市场分配相结合的混合配置模式。然而，由于我国不允许买卖、租赁与抵押航班时刻，因此美国模式引入的市场化手段并不符合中国国情，可借鉴的经验相对较少。再者，枢纽机场因其繁忙复杂的特点、打造大型国际枢纽的目标以及构造中枢辐射式航线网络的需求，其航班时刻资源配置机制与其他机场有所不同，然而目前国内并没有对枢纽机场的航班起降时刻资源配置机制加以区分。
[0005]综上所述，我国目前实施的航班时刻资源配置机制已不适应当前航空运输的发展，亟需一种科学合理的航班时刻资源配置优化方法来提高机场及空域资源的利用率，减少空中交通冲突和拥堵，增加飞行流量和社会效益，但目前还没有专门针对枢纽机场的航班时刻资源配置及优化方法。
【发明内容】
[0006]为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种适用于枢纽机场的航班时刻资源配置及优化方法。
[0007]为了达到上述目的，本发明提供的适用于枢纽机场的航班时刻资源配置及优化方法包括按顺序执行的下列步骤:
[0008]步骤I)建立数据库的SOl阶段:从各大航空信息网站、机场相关工作人员在内的途径获取某机场的相关资料，建立数据库;该数据库包含该机场现行的航班时刻表、通航城市点及其航线数量、在该机场运营的航空公司及其所占市场份额、各航班客座率、全国高铁线路信息在内的数据；
[0009]步骤2)计算“一类时刻资源”数量的S02阶段:根据数据库中的资料数据，将因航空公司不擅经营而自动交回的时刻资源、航空公司因不符合相关规定而被收回的时刻资源、客座率低的航班、受高铁冲击较大的航班以及机型配备不合理的航班而导致的编排不科学的航班时刻进行削减、整合，由此“节省”出一部分航班时刻资源，由于此类航班时刻数量相对较少，因此将其作为“一类时刻资源”；
[0010]步骤3)“一类时刻资源”优化的S03阶段:由于“一类时刻资源”来源于被削减的航班时刻，此部分资源在进行调配时应采用航空公司“一对一交换”、航空公司内部协调或者机场群内部协调的方式，以减少矛盾、增加调配的成功率，同时需指定特有的“优先原则”；
[0011]步骤4)计算“二类时刻资源”数量的S04阶段:根据数据库中的资料数据，计算因信息技术的提高、新建机场或新修跑道在内的原因而产生的大量新增航班时刻资源，并将其作为“二类时刻资源”；S03阶段所述的“优先原则”同样适用于“二类时刻资源”的配置，另外在“优先原则”之外的同等条件下，可采用“先到先得”、“抽签”或“加权抽签”在内的方式；
[0012]步骤5)“二类时刻资源”一次优化的S05阶段:由于“二类时刻资源”数量庞大，贸然将所有时刻启动运行可能导致机场运营紊乱，因此先将“二类时刻资源”进行一次优化，即将“二类时刻资源”的50%按照国内现行的规定配置给各航空公司，加入到机场运行中；
[0013]步骤6)—次实时模拟仿真并调节冲突的S06阶段:针对上述已进行“一类时刻资源”调配优化和“二类时刻资源” 一次优化后的机场航班时刻结果，运用SIMMOD仿真模型进行实时模拟仿真，找出冲突点，对有冲突的航班时刻资源进行进一步的协调；
[0014]步骤7)“二类时刻资源”二次优化的S07阶段:通过模拟仿真系统协调冲突点后，对“二类时刻资源”进行二次优化，即将“二类时刻资源”剩余的50%按照国内现行的规定配置给各航空公司，加入到机场运行中；
[0015]步骤8)二次实时模拟仿真并调节冲突的S08阶段:按照步骤6)的方法再次进行实时模拟仿真并调节冲突，直到仿真系统显示未发现冲突为止。
[0016]在SOl阶段中，所述的数据库包含以下数据:
[0017]1.1)航班时刻表应包含以下信息:航班进港和出港的飞行计划号、飞行日期、机尾号、机型、航班任务、国际/国内、航空公司、应答机编码、航班号、起飞机场、目的地机场、计划起飞时间、预计起飞时间、实际起飞时间、计划到达时间、预计到达时间、实际到达时间、停靠机位、航路；
[0018]1.2)通航城市点及其航线数量由航班时刻表统计得出；
[0019]1.3)航空公司所占市场份额一般是指运力的市场份额，选取各航空公司在对应机场的飞行班次作为计算市场份额的指标；
[0020]1.4)客座率是反映航空公司运营效率的指标，各航班客座率是指某航班实际承运人数占可供座位数的比率。
[0021 ] 1.5)全国高铁线路信息包含各线路起讫点及其距离。
[0022]在S02阶段中，所述的将航班时刻进行削减、整合的方法是:将时刻资源利用率低于规定的80%、航班客座率低于60%、沿高铁线上的航程在500公里以内的航班取消，沿高铁线上的航程在500公里到1000公里范围内的航班频次减少，沿高铁线上的航程在1000公里以上的尽量不做调整；同时将同一航线上多频次使用中小机型转变为低频次使用大机型，小机型尽量放置在客流量较小的航班上。
[0023]在S03阶段中，所述的“优先原则”包括:旅客需求旺盛的航班优先、国际航班优先、基地航空公司优先、新兴航空公司优先、直飞航班优先、有助于机场打造中枢辐射式航线网络的航班优先、有助于航空公司打造航班波的航班优先。
[0024]在S06阶段中，所述的实时模拟仿真并调节冲突的方法是:以从已进行“一类时刻资源”调配优化和“二类时刻资源”一次优化后的机场航班时刻表结果得到的飞机尾流间隔、高峰小时容量、机场保障能力和管制员工作负荷在内的限制作为约束条件，