基于枢纽机场候选集的算法

     给出的枢纽国际物流航线网络的优化设计模型中，一般地，枢纽机场个数p< n，由于国际物流航线网络基本上是无标度的，大量的小机场不可能成为枢纽，从n个机场中 选出p个枢纽的组合数巨大，将存在大量无效计算。一种提高算法效率的做法是 建立枢组机场候选集，把不可能成为枢纽的小机场从机场集中删除，只留下有可的 成为框纽的少数几个机场组成枢组机场候选集M，这样对于那些人，mEM的小有 场，将直接令y，=0，x/m=0，i，j=1，2……，n，相应地，k、m也只在M中取值。 因此，四下标的模型UMpHMP将成为 上述模型中各变量和约束条件的含义和原模型相同，只是很多变量直接取值 为零，枢纽机场的选择范围大大缩小了，从而大大减少了运算量。 如何从机场集N中选出子集M呢?可以采用多属性综合评估的方法。

     首先建立机场的枢纽评价指标体系，并给出相关指标的权重。例如，可 以作为枢纽的机场，当地运输需求应当较大，即在机场吞吐量中当地需求占有一定 比例；应当处于较为中心的地理位置；应当具有丰富的国际物流航线资源，应当具有很强的 航班保障能力等。表3-2是通过对国内航空公司和机场的调研，设计出的指标体 系和相关权重，其中一级指标有4个、二级指标有9个。 

      在表3-2中，一级指标“机场生产”包括二级指标：旅客吞吐量、货邮吞吐量和 飞机起降架次等，它反映机场生产能力；一级指标“城市支撑”包括二级指标：城市 GDP和旅游资源，城市GDP反映当地经济发展水平，旅游资源反映旅游吸引力， 这两个二级指标能反映当地航空需求；一级指标“城市区位”包括国内区位和国际 区位等两个二级指标，国内区位可用是否处于地理中心来表达，即到其他机场的距 离之和来评价，它越小越处于地理中心，国际区位可用国际物流航线条数来评价；一级 指标“机场保障能力”包括两个二级指标：航站楼面积、机场跑道、飞行区等级等硬 件设施条件和管理水平等，它反映该机场的承载力。 通过收集相关数据，可以得到相关二级指标的数值，通过对指标值的规范化处 理，直接加权求和即可得到相关一级指标的值，再求一级指标值的加权和可得到机 场是否适合做枢纽的综合评价值。将各机场的综合评价值从大到小进行排序，取 前若干个机场构成枢纽机场候选集M。 例3-5某航空公司准备在表3-3所示的15个城市的基础上构建枢纽国际物流航线网络 并计划从中选取3个城市作为枢纽，其中乌鲁木齐市简称乌市。试为该枢纽国际物流航线网 终选出7个机场组成的枢纽机场候选集，其中15个城市间的距离数据见附表3-4。 解通过查找民航生产统计数据，可得到机场生产指标的3个二级指标的数 据，查找有关城市经济统计数据可得到城市支撑指标的2个二级指标的数据。对 于城市区位指标的“国内区位”指标，可根据本章后的附表3-4给出的机场之间的 航节距离，计算各机场到其他机场距离的和(表3-4的第3行)，并用某个大数（大 于最大值）减去各值（或取其倒数）作为国内区位评价指标值，如表34的第4行所 示，其中指标值=50000一“距离和”。 查找各机场网站上的“机场介绍”，可得到各机场的国际国际物流航线条数、跑道条数、 航站楼面积等硬件设施的数据，以及机场盈利水平等经营数据。其中国际国际物流航线条 数可以作为“国际区位”指标，其他数据用来计算机场保障能力指标，机场盈利水平 可以作为机场“管理水平”的指标值。

      以上数据获取的工作请各位同学作为课外作 业完成。 得到各指标值后，将这些指标值进行规范化处理（规范化方法可参见第6章）， 利用表3-2所给的权重系数，计算各机场二级指标的加权平均值得到各一级指标 值，再将一级指标值加权求和，得到各机场枢纽评价分值。例如，采用2007年的数 据获得的结果如表3-5所示。从表3-5可以看出，郑州、长沙、沈阳、海口、乌市的 分值明显偏低，在选枢纽时可不予考虑，于是只需考虑分值大于0.3的前7个城市 即可，得到的枢纽机场候选集M={上海，北京，广州，成都，杭州，南京，昆明》。这 样就将枢纽机场的候选对象从15个减少到7个，尽管只减少了8个，但是枢纽机 场组合数已从C%=455种减少到=35种。如果机场集合更大，则减少的计算 量将更加可观。