1、什么是航空运输生产计划？ 航空运输生产一般以计划进行。航空运输生产的依据是生产计划。 有了生产计划，运输就可以按照生产组织流程进行生产了。 最重要的生产计划是航班计划，有了航班计划，接着进行飞机路线设计和机组排班，地面服务人员排班。 本讲介绍航班计划的制定过程和摇考虑的因素，然后介绍生产组织流程。航空运输生产计划的作用 航班计划的作用是配置运力资源，实现市场目标。 飞机路线的作用是安排每架飞机去执行具体的航班，实现运力的有效运用。 机组排班的作用是安排每位飞行员/乘务员去执行具体的航班，实现机组资源的有效使用。 地面设备的安排和服务人员排班保障航班正常运行。航空运输生产计划的分类 航班计划可分
2、为航空公司航班计划、机场航班计划、空管航班计划。 航空公司航班计划有广义和狭义之分。广义的航班计划指航线安排、航班频率、航班时刻、机型指派、飞机路线和机组排班，狭义的航班计划不包括飞机路线和机组排班。 航空公司航班计划还有定期航班计划、临时加班计划、包机航班计划和专机飞机计划。这些航班计划有不同的制定流程。航空运输生产计划的分类 机场航班计划由各航空公司将其使用该机场的航班报来后综合而成，成为本机场的生产计划。 空管航班计划由各航空公司将其使用本空域的航班报来后综合而成，成为本管制区域的生产计划。 航空公司制定航班计划一般与各机场和空管局商量，取得他们的同意和有关资源的支持。航线网络规划 航班
3、计划是否可行，是否科学，是否有效，还取决于航线网络规划、机队规划、空域规划以及机场规划的结果。 航线网络规划是为运输需求规划运输路线。目标是以最小的成本实现市场计划。 首先每个航班必须规定起讫点机场，这些起讫点机场由航线网络规划的结果规定。航线网络规划 航线网络规划应考虑的因素有 公司的战略 市场计划 需求预测 运输成本 航线网络规划的步骤是 分析公司发展战略 分析市场计划明确市场发展方向 各OD流市场需求预测 计算各航段单位流费用 进行OD流路线安排机队规划 机队规划为完成未来运输市场发展的目的准备运力。 机队规划需要考虑的因素有 公司发展战略 公司市场计划 航线网络结构 各航线市场需求 飞
4、机折旧成本、运行成本、运行收益 飞机飞行性能和经济性能机队规划 机队规划的目标是以最小成本或最大利润完成市场发展目标规划运力需求和机队结构。 机队规划的结果可以给出计划期内有多大的运力，各种机型运力的比例以及在基地机场的配置。 机队规划的步骤 分析公司战略 分析市场特性和市场计划 分析航线特性和航线需求机队规划 机队规划的步骤 分析公司战略 分析市场特性和市场计划 分析航线特性和航线需求 分析机型性能、为各航线选型 计算运力需求 优化机队结构 优化飞机置换计划 优化机队配置计划空域规划 空域规划就是要优化空域结构，使空域容量最大化，最大限度地利用空域资源，减少空中交通的拥挤和航班延误。 空域容
5、量取决于空域结构的划分和飞机间隔的规定，特别是扇区的划分。如果管制员的工作负担过重，管制员工作容易疲劳，限于他的能力，在他管制的扇区内飞机流量必然受限，因而限制了空域容量。空域规划 空域规划的主要内容 根据航空公司申请的航班时刻，预测空中交通流量 根据飞机间隔规范和航路结构计算空域容量和分配航路流量 根据航路流量计算管制员工作负荷 根据管制员的管制能力和工作负荷优化扇区的数量和结构。机场规划 机场规划就是要根据预测的运输需求规划生产资源，适应航空运输增长的需要。 因为机场规划、投资计划和建设是机场中长期的，一般机场规划应适当超前。 机场规划包括： 跑道及滑行道系统规划 停机坪规划 航站楼（卫星
6、楼/登机桥）规划 场内交通规划 行李处理系统设计航班计划 有关航班计划的专用术语 航线(Airline)、航段(Segment)、航节(Leg)、航班(Flight) 班次/频率(Frequency) 班期(Shift) 航班号(Flight Number) 机型(Fleet Type) 航班时刻、时隙(Slot) 旅客行程(Itinerary) 轮挡时间(Block Time) 最小过站时间(Minimum Connection Time,MCT)航班计划 定期航班计划的相关问题 相关部门 市场部/商务部、运行控制中心、飞行部、乘务部、机务部、计划财务部、公司管理办公室、货运公司 民航总局、
7、空管局、管理局、机场 航班计划的周期 每年两季：冬春季、夏秋季 冬春季：当年10月份的最后一个星期日至次年3月份最后一个星期六止 夏秋季：当年的3月份最后一个星期日至10月份的最后一个星期六止航班计划 定期航班计划的制定阶段 航班计划构建阶段 航班计划评审阶段 定期航班计划的制定步骤 分析自身条件，明确目标市场 市场调研和需求预测 草拟方案，比较选择 综合平衡，确定航班计划航班计划 定期航班计划的制定流程 前期准备工作：6/11月初到6/11月15日 航班计划制定部门向有关部门征求冬春和夏秋航季航班安排意见 各相关部门在接到通知的14个日历日（两周时间）内以书面形式向航班计划部门反馈意见。 计
8、划部门对反馈意见进行汇总、整理与分析。 拟定季度航班计划草案：6/11月16日到月底 航班计划部门完成冬春季/夏秋航班计划草案的编制。 航班计划草案报部门及公司主管领导批准。 航班计划 定期航班计划的制定流程 前期准备工作：6/11月初到6/11月15日 拟定季度航班计划草案：6/11月16日到月底 航班计划申报、协调：7/12月初到9/2月底 航班计划部门填写新开航线计划表、新增航班计划表、新增使用空、海军机场计划表，在航班换季开始执行新航班前一个半月，向民航总局等有关部门申报；并参加航季航班计划的汇总会、审定会、时刻协调会、时刻校对会和校对会等系列会，完成季度航班计划全部的申请批复工作。将
9、会议审批结果整理形成书面报告，呈报公司领导；同时将航线经营权、航班量、时刻资源等情况通告各相关部门。 航班计划 定期航班计划的制定流程 前期准备工作：6/11月初到6/11月15日 拟定季度航班计划草案：6/11月16日到月底 航班计划申报、协调：7/12月初到9/2月底 航季航班计划执行：10/3月初 制定冬春/夏秋航班计划，并在航班换季前一个月将冬春/夏秋航班计划向公司相关部门公布，相关部门签收、执行并进入销售系统。 航班计划部门将冬春/夏秋航班计划等相关资料归档留存，一般存档期至少两年。 航班计划 春节/暑期加班计划的制定 执行时间 春运航班计划执行日期大致为春节前15天到元宵节后5天
10、暑运加班计划执行日期大约为每年7、8两个月 工作流程 拟定计划：前两个月到一个半月 申请批复：前一个月到前半个月 执行计划：前半个月准备期航班计划 包机航班计划 一般要求至少提前半个月提出包机申请。 市场销售部门接受包机申请 将包机计划、时刻等向民航总局、各空管局相关管制部门起草传真电报，获得包机许可及包机时刻的批复 航班管理室填写航班变更通知单，通知运行控制中心、货运中心，执行包机计划。 航班计划面临的问题 以什么机场为基地？以什么频率服务于什么O-D流市场？ 航班出发时刻和用什么飞机飞？ 大航空公司数百架飞机，每天数千个航班，飞数百个机场，如何安排？ 受到停机坪（登机桥）、时槽、空中交通管
11、制和机场夜间宵禁、维修和机组的限制。 还要面临竞争、需求预测、定价、收益管理及网络效应等问题。 因此，计划人员面临非常困难的决策问题。如何解决这么复杂的决策问题 使用计算机技术 使用复杂的预测方法 使用复杂的优化方法和技术 建立自己的决策支持系统，并不断升级和完善。 美洲航空公司(AA)声称使用他们自己开发的Schedule-Planning System，给公司每年产生超过5亿$的净利润。做航班计划首先应弄清需求 需求分机场需求和航空公司的需求。机场需求一般指从该机场出发的旅客以及在该机场中转的旅客数；航空公司的需求一般指各O-D对的旅客需求。 在同一机场出发的同一个O-D对，若有几个航空公
12、司竞争，则各航空公司的需求共同构成该O-D流市场。各航空公司所占比例叫做分担率。需求的特性 需求不确定性。应收集数据，统计出需求的分布 一年中每月的分布 一周中每天的分布 一天中每时的分布（由前两个需求分布确定航班频率的变化，由第三个需求分布确定最好的时刻） 需求受“提供”影响。航班计划是“供”的计划，它必须与“需”平衡。制定“供”的依据是“需”，但“供”又影响“需”。供和需是相互作用的。一年的需求分布一日旅客需求分布密度航班计划 制定定期航班计划的几个重要概念 机型与航班频率 航班频率与市场分担率 航班频率与旅客计划延误 旅客需求分布与旅客计划延误 设计客座率与旅客随机延误时间 设计客座率、
13、机型与旅客溢出 旅客行程安排与旅客需求 航班取消与旅客丢失市场分担率的S曲线市场分担率航班频率频率与分担率 Simpson市场分担率njijipipNNMS1不同时分担率与频率的关系0510152000.10.20.30.40.50.60.7Flight Frequency for the Second O-D FlowShare Ratio=1.0=1.5=2.0需求累计分布时间旅客累计需求ti(ti+ti+1)/2(ti-1+ti)/2旅客计划总延误的变化051015200.20.40.60.811.21.41.61.8x 104Flight Frequency on 3rd O-DPax
14、 Delay in hourN21=0N21=2N21=10N21=20旅客溢出计算 旅客溢出期望值 如果旅客需求是正态分布，则isxiidxxfsxSPILL)()()(1)(2222)(iiiiisiisSeSPILLiii旅客溢出数与航班频率的关系0510152005001000150020002500Flight FrequencyPax Spill第1个O-D对第2个O-D对第3个O-D对各O-D流的成本051015202530012345678910 x 106Flight FrequencyCost including Spill and Delay第1个O-D对第2个O-D对第
15、3个O-D对频率、溢出、再获取 频率增加或减少将影响需求 频率增加将减少溢出 溢出的需求可以再获取(Recapture) 频率高再获取率将增加；频率减少需求溢出增加，同时再获取减少，因此“需求”是频率的非线性函数 当然也可以通过改变旅客行程影响“需求”。 在网络中，机型指派将产生溢出的网络效应。供与需相互作用 航班频率增加，使用大飞机，航班安排在适合的时刻，都会使需求增加。 取消航班，将减少需求，而且需求的减少与航班的减少成非线性关系。 下面是一个例子。原需求为450，当取消最后一个航班时，需求将减少到410，剩下的60个旅客分别转移到第2个航班(40，因为它是直飞)和第3个航班上(20,转移
16、到尽可能近的航班)。如再取消第3个航班，则需求将减少为300人。航班频率影响需求简例旅客溢出的网络效应分析XYZ航班 1航班 2机型座位数A100B200O-D对平均票价旅客行程旅客需求1$200X-Y75$225Y-Z2150X-Z1-2$30075$31,875,p=1/3$38,125A-A50 X-Z, 75 Y-Z$15,625A-B$12,500,p=2/3B-A(空座50)$38,125,p=1$28,125机型指派完全分摊p=1最优解首先满足X-Y需求B-B,(空座50)$15,625,p=1$5,625航班 1- 航班 2溢出成本溢出和空座成本溢出成本 溢出旅客数31,875
17、12,50028,1255,62525 X-Z, 25 X-Y125 Y-Z25 Y-Z一般性分析 两航段、三行程是最常见的航班形式，我们可以假设：D1和p1是行程X-Y(编号1)的需求和票价，D2和p2是行程Y-Z(编号2)的需求和票价，D3和p3是行程X-Z(编号3)的需求和票价；S1和S2分别是航节X-Y和Y-Z的机型的座位数。设行程的需求不一定都能满足，满足的比例是p，则在航节X-Y，行程1的需求溢出量等于 飞机空座,min31111pDSDDSPILLpDpDSDSSPOIL331111,min一般性分析 同理可得，在航节Y-Z，行程2的旅客溢出 飞机空座 对于行程3，旅客溢出为 旅
18、客溢出和飞机空座总损失为,min32222pDSDDSPILLpDpDSDSSPOIL332222,min)1 (33pDSPILL)1 (,min,min,min,min333322223222233111131111pDppDpDSDSppDSDDppDpDSDSppDSDDpTC一般性分析 因此可以分四种情况分别讨论旅客溢出成本和飞机空座成本 一、 或者 总成本 二、 或者pDSDpDSD322311,max, 1min1311311DDSDDSppDpppSDpSDpDpTC332122211133)()()(1pDSDpDSD322311, 0max, 1min311322DDSpD
19、DS一般性分析 总成本 三 或者 总成本 四pDpppDSpSDpDpTC332122211133)()()(2pDSDpDSD322311,0,min, 0max322311pDDSDDSpDpppDSpDSpDpTC332122211133)()()(3pDSDpDSD322311,一般性分析 或者 总成本 前面表格中的完全分摊一栏是取p=1，并且不计空座损失得到的。 最后一栏是首先满足行程1的旅客需求得到的。如果机型安排是A-A，则此时行程3只能满足25个，有50个旅客溢出，行程2则只能满足75人，有75人溢出。等等。, 0max, 1min322311DDSpDDSpDpppSDpDS
20、pDpTC332122211133)()()(4前例分析 利用推导得到的公式，分析前例最小总成本得到的最优解放在表的第二栏中。其中第一行的机型安排是A-A，因此有 可见当 时，是第一种情况327550,317525322311DDSDDS 1 , 3/1 p)3/1(318759375287507512550225)25(200753001最小pppTC-2/30 1/31p(1)(4)前例分析 此时还有一种情况是 ，即第四种情况，此时的总成本 此时行程3的需求只满足25人。 其它机型配置情况可以同样地分析，当A-B配置时p=2/3，即行程3满足需求50人；当B-A和B-B配置时，都是p=1，
21、即行程3的需求全部满足，此时在航节X-Y有50个空座损失10000。3/1 , 0p)3/1(318752062538750752755022525200753004最小pppTC旅客需求的再获取(Recapture) 溢出旅客不一定全部失去，航班时刻恰当，可能再获取一部分溢出旅客。 可以用再获取率表示。 再获取与服务质量指数(Quality of Service Index, QSI)有关。设OD流市场m，任意旅客行程为I，航空公司a在市场m的分担率为 从行程I溢出的旅客被行程J再获取的概率等于IamIamQSIMS)(aJamaJJIQSIMSQSIb1Network EffectsABC
22、( 50, $400 )( 需求, 票价 )溢出成本?$0机型iiiiiiiv座位数80100120150网络效应航节相互独立( 80, $200 )( 90, $250 )再获取实例( 50, $400 )9AMABC( 80, $200 )( 90, $250 )( 需求, 票价 )3020( 20, $400 )10AM再获取率X 0.3 = 9 再获取旅客数29100 座位100 座位飞机维修计划 飞机维修计划为飞机使用提供运行保障 根据飞机维修计划，航班计划编制人员获知可用飞机在时间上的分布 航班计划必须满足飞机维修计划的要求 飞机维修计划给出计划期内需要维修的飞机的维修时间和停场时
23、间。 可以用甘特图给出每架飞机的维修和使用安排。飞机维修计划飞机路线问题 航班计划需要飞机去执行，因此在航班时刻表编制完之后，应当将可用飞机指派到相应的航班，这就是飞机路线问题。 飞机维修计划的短期计划还给出了飞机A检时间，但A检不需要安排停场，一般安排在夜间进行。所以A检不影响飞机的可使用性。 A检由飞机路线问题满足。飞机路线问题 构造飞机路线问题的解，须满足 保证A检，在需A检时再基地机场过夜 一架飞机执行的前后两个航班必须 前一个航班的到达机场是后一个航班的出发机场 后一个航班的出发时间晚于前一个航班的到达时间，并且时间间隙不小于MCT 每个航班须有一架且只有一架飞机执行 飞机日利用率控
24、制在一定范围内 飞机执行航班量基本均衡飞机路线问题 由于航班周期有 一天的，叫做日航班计划 一周的，叫做周航班计划 日航班计划的飞机路线和周航班计划的飞机路线有如下差别： 飞机路线周期不同 日航班飞机路线问题可以构造不同天数的航班串，周航班飞机路线问题只构造一周的路线 周航班飞机路线问题须考虑飞机同质性问题机组排班问题 飞机指派完了，航班还不能执行，还需要将飞行员/乘务员指派到航班上去，这就是机组排班问题。 机组排班的目的是：通过科学合理的排班，保证航班计划飞行任务的正常完成，同时尽可能降低成本或减少人力使用，并遵守管理当局的机组适航条例和考虑机组的意愿。 美国主要航空公司的飞行员成本承运人飞
25、行员数年人均工资$年人均花费$“4”/“3”AlaskaAmerica WestATAAmericanContinentalDeltaSouthwestUnited13291675783122974209807439667992259953215470130209245845386652620844276644152300091103736487225122314845964934581039582320153142398839.91%22.61%39.34%60.39%56.95%49.87%48.19%61.91%飞行员排班的重要意义 飞行员成本是除燃油外的第二大运行成本，降低飞行员成本对
26、航空公司意义重大 开发飞行员排班系统可以解决手工操作的困难，减少排班的工作量，提高排班质量 排班质量主要体现在 成本减小 飞行员满意 适航规定全部满足飞行员排班 飞行员排班是一项十分复杂的工作，它必须满足以下条件 每个航班必须有一个且只能有一个机组执行 执行的航班环应当满足以下条件 首位机场相同，且是机组基地 前后两航班应当满足时间和空间上的衔接条件 满足执勤时间的有关规定 机组搭配满足CCAR61部和121部的有关规定和个人意愿 航班环指派尽量满足个人意愿飞行员排班 飞行员排班也是要首先构造航班环和飞行员配对（机组），然后将航班环和各种活动一起指派给每一个机组。 机组航班环和飞机航班串不同，
27、也就是说一个机组不会驾驶一架飞机到结束。原因是： 飞行员的最小衔接时间和飞机的最小衔接时间不同 飞行员允许飞行小时数与飞机日利用率不相同 飞行员基地和飞机基地可能不同飞行员排班 机组在外场过夜将增加成本，在国内，一般都设法构造一天的机组航班环，但与充分利用机组资源有时会发生冲突。 日航班计划和周航班计划的机组航班环构造方法略有不同。 日航班计划首先构造一天的duty，然后构造不同个数duty构成的Pairing。 周航班计划构造每天的Pairing，一周需要构造7天的Pairing，一个机组每天执行的Pairing不同，但可一周一循环。航班计划的鲁棒性 航班可能受一些不确定因素的影响而不能正常
28、执行，例如恶劣气象、机务故障、流量控制、机组或旅客迟到等。 航班不正常会引发成本增加，因此航班计划的鲁棒性引起了人们广泛的关注。所谓鲁棒性是指在受到外界干扰的情况下航班能正常执行的比例。该比例越大航班计划鲁棒性越好。或说航班计划的鲁棒性指航班计划的抗干扰的能力。增强航班计划鲁棒性的方法 采用鲁棒优化设计模型。但该方法建立的鲁棒优化模型增加了求解难度。 采用增加航班运行时间间隙方法。例如航班的轮挡时间定为1.5小时时，有15%的航班延误，但有95%的航班可以在2小时内完成。直观上，如果将轮挡时间定为2小时，正点率将从85%提高到95%。 交换飞机，重构航班串。 考虑更多的飞机交换机会 采用小循环
29、航班环增加过站时间裕度增加运行时间间隙的讨论 但上述议论有两点需进一步弄清楚： 上述提高正点率的目标是否能真正实现？一般来说，能提高正点率，但达不到95%。这是为什么呢？因为一旦延长了运行时间，机组就没有以前抓紧了，开始有些松懈，因此仍有8%的航班延误，正点率只能提高到92%，而不是95%。 延长了航班运行时间，在减少延误成本的同时，将增加其它成本：机组人员工资增加、飞机利用率下降。如何确定航班时间间隙？ 根据上述讨论，给航班运行增加时间间隙是一把双刃剑。要回答“到底增加多少时间间隙为宜？”这一问题，需要作深入的分析。例如首先计算延误成本、机组工资成本和飞机拥有成本，然后找到减少航班延误成本与
30、其他两种成本之和的平衡点，以此确定增加的航班运行时间间隙。交换飞机机场生产计划 机场生产计划包括 值机柜台指派计划 停机位指派计划 行李转盘指派计划 跑道构型/模式计划 人员排班 空侧特种车辆调度计划空管生产计划 流量预测 扇区划分 管制员指派 流量管理计划航空运输组织 航空运输组织指执行航空运输计划的生产流程和资源调度 客运流程： 出发旅客 陆路到达系统到达航站楼 值机 海关申报（国际） 边防检查（国际） 安检 候机 登机航空运输组织 客运流程： 到达旅客 下机 边防（国际） 行李领取 海关（国际） 检验检疫（国际） 陆路到达系统离开航空运输组织 客运流程： 过站旅客 下机 领取临时登机牌
31、在指定候机厅候机 交临时登机牌 登机（原座位） 中转旅客 下机 可能需领取行李 值机（换取登机牌） 候机 登机航空运输组织 客运流程： 出发行李 值机交运 传送至行李分拣厅 分拣装车 核实起运 运送至停机坪等待装机 装机航空运输组织 客运流程： 到达行李 卸机装车 运送至行李装盘闸口 卸行李至指定的转盘 旅客认领行李 中转行李 卸机装车 运送至行李分拣大厅，分拣装车 核实后运送到出发航班停机坪 等待装机 装机旅客运输流程图货物运输组织 国内出港货物货物运输组织 国内进港货物货物运输组织 货站集装货处理货物运输组织 货站散货处理货物运输组织 国际货运业务流程航空运输生产计划、组织、运行 航空运输
32、生产按照计划进行 航空运输生产按照组织流程运行 运行就是生产操作管理 运行时发生不正常，进行调度，恢复到正常计划 计划是设计运输产品 组织是生产工艺 运行是产品制造 调度是产品质量的控制思考题 1、简单叙述航班计划的定义、分析影响航班计划编制的因素以及航班计划编制的内容？ 2、简单论述航班计划编制的重要性、复杂性及在航空公司中的地位。 3、简述季度航班计划、加班计划、即时航班计划编制流程。 4、什么是旅客溢出？做航班计划为什么要考虑旅客溢出？ 5、航线网络规划为生产计划准备什么？思考题 5、机队规划为生产计划准备什么？ 6、空域规划为生产计划准备什么？ 7、机场规划为生产计划准备什么？ 8、什么是旅客计划延误？旅客计划延误对旅客选择航班的行为有何影响？在做航班计划时如何引进旅客计划延误？ 9、影响航班时刻的因素主要有哪些？ 10、国内航线网络和航班计划有哪些特点？ 11、什么是飞机路线问题？如何做飞机路线？ 12、什么叫做航班计划的鲁棒性？怎样提高航班计划的鲁棒性？思考题 13、什么是航空运输组织？ 14、简述客运流程和货运流程。 15、什么是航空运输运行？ 16、为什么需要生产调度？它的意义何在？ 17、计划、组织、运行什么关系？它们如何构成一个统一的整体来完成运输企业的使命？
