基于枢纽机场候选集的算法

2019-09-09 879

     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。


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