交通运输规划作业-第五章Word文件下载.doc
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这些参数如何计算?
宏观机队规划需要哪些参数:
现有载运率、现有飞机利用率、机队总运力、各型飞机架数。
这些参数如何计算:
第一步,评价现有载运率。
分析现有机队总运力和完成的总运输量,计算现有载运率,公式:
平均载运率=总运输量/总运力;
第二步,对公司运行现状进行经济分析,评估现有机队结构与现有航线结构是否匹配,分析评价现有飞机利用率是否合理。
根据公司市场发展战略,包括航线调整和市场份额目标,对现有机队结构作必要的调整,确定机队规划中各机型的分担比例。
根据公司发展战略对各机型的飞机利用率进行调整,确定规划期限内的各机型飞机利用率;
第三步,根据市场需求增长的预测,确定规划期限内运输总需求,然后根据运输总需求和第一步确定的载运率,应用公式(平均载运率=总运输量/总运力)确定机队总运力(机队规模发展目标)。
第四步:
根据机队总运力和第二步确定的机型比例,计算各机型运力。
然后根据各机型飞机的最大业载、利用率和航速,由机队规划基本方程()计算各机型的飞机架数。
公式:
飞机架数=该类机型总运力/(该类飞机的航速×
最大业载×
利用率)
4.微观机队规划需要哪些参数?
微观机队规划需要哪些参数:
分单航线和航线网络两种情况:
1、单航线飞机架数:
飞机的年利用率;
机型i的飞机飞航线j的轮档时间(从撤走飞机轮档时开始,飞机经过滑行、起飞、飞行、下降、着陆、滑行,直到上轮档为止的时间间隔);
一架机型i的飞机飞航线j一年可承运的旅客人次Yijk;
2、航线网络:
设有m条航线:
则模型为:
考虑第k年航线j的机队规划问题,设旅客需求量为,第k年机型i的飞机日利用率为,则一架机型i的飞机的年利用率为:
;
设航线j的里程为,机型i在航线j的轮挡速度为(含地面滑行速度),则机型i的飞机飞航线j的轮档时间tij=dj/vij;
假设航线j的旅客需求是双向对称的,则一架机型i的飞机飞航线j一年可承运的旅客人次为:
式中,是机型i飞行航线j的客座率,是架机型i的飞机可提供座位数。
所以:
机型i第k年飞行航线j所需飞机架数为:
5.机队置换计划是在什么前提条件下做出的?
它解决什么问题?
机队置换计划是在什么前提条件下做出的:
单架飞机:
一般来说,新飞机的年运输量较大,经济收入高,故障少,因而维修费用较低,燃油省,但新飞机的价格昂贵,而且新飞机的折旧费可能较高(这与各公司的折旧政策有关)。
随着飞机使用年限的增加,年运输量将减少,因而收入减少;
故障变多,因而维修费用较高。
从经济意义上看,一架飞机应该使用多少年后更新才最合算。
单机型机队置换计划:
单架飞机更换问题不能考虑机队的增长,即机队规模的动态变化问题。
机队更换应该符合机队规模决策的结果,满足动态增长的需要。
为简单起见,我们首先考虑单机型机队置换问题。
混合机型的机队置换计划:
对于单机型机队置换问题,假设了期初所有飞机具有相同的机龄。
这是非常简化了的情况。
实际情况可能是:
拥有多个机型,各机型在规划期初拥有不同机龄的飞机,不同机龄的飞机架数可能不同,因此比上面讨论的情况要复杂得多。
它解决什么问题:
航空公司处理旧飞机和购买或租赁新飞机的活动,机队置换计划是指航空公司根据机队规模和结构规划,制定的规划期内机队置换的计划,目标是满足机队规模和结构规划的要求,使总净收益最大或总营运成本最小。
6.机队配置计划需要已知哪些参数?
是在什么条件做出的?
机队配置计划需要已知哪些参数:
将K种不同的机型编号为i=1,2,...,K;
J个基地机场编号为j=1,2,...,J。
机型i拥有飞机;
一架机型i的飞机投放在基地机场j的年营运费用是,最大业载是吨,平均飞行速度为公里/小时,日利用率为小时;
公司年总运输量为D吨公里,基地机场j的运输量分担比例是;
取示性算子,其中等于1表示机型i可以投放基地机场j,等于0表示不可以投放。
设决策变量为表示机型i在基地机场j的投放架数,机型i在任一个基地机场的投放架数不得少于ni架。
是在什么条件做出的:
一般地,在不同的基地机场,由于航空公司服务市场的特点(如航线的长短、需求的大小和旅客类型等)不同、公司维修能力以及航材备件等方面的限制,航空公司在不同的基地机场对投放的机型有限制。
根据航空公司市场计划,已知各基地机场的机队承担的总运输量、各基地机场对机型的限制、不同机型的飞机架数以及不同机型飞机在不同基地机场的营运成本,可以确定一个使营运总成本最小的机队配置计划。
如果航空公司有K种不同的机型和J个基地机场,各种机型的飞机总架数已经确定,这时就需要决定在各基地机场投放的飞机类型和数量。
这就是解决的问题。
7.飞机业载航程图在飞机选型时起什么作用?
飞机业载航程图在飞机选型时起什么作用:
根据业载航程图,所选机型应具有较好的技术性能。
应尽量选用最大业载航程大于航线长度的机型,以保证飞机具有足够的运能。
8.飞机选型应考虑哪些因素?
遵守哪些原则?
飞机选型应考虑哪些因素:
飞机选型应当针对航线进行。
对于给定航线,已知运输需求、航程、机场标高和环境以及航线气象条件等,然后根据技术要求、营运数据和经验,提出两三种较适合的备选机型,通过计算各型飞机的有关经济指标,从备选机型中选择一种机型。
遵守哪些原则:
1)尽量采用公司现有机型,或备用航材与现有机型具有较大通用性的机型。
因为在现有机型中增大机队需增加的航材和维修成本增加较少,如果采用新机型,成本将有较大增加。
一般来说使用已有机型,在航材备件方面可以节省一半以上的投资。
假设使用已有机型可以节省55%的航材投资,引进一架新机型飞机需要采购1500万元的航材备件,那么,引进一架已有机型的飞机只需增加675万元的航材投资;
如果引进的机型与已有机型有70%的通用性,则需增加航材投资675×
0.7+1500×
0.3=922.5万元。
2)航班频率不能低于公司规定的最低频率。
航班频率过低,旅客出行的计划延误大,将会失去旅客,在航线存在竞争的情况下,本公司的市场分担率将会降低,使公司处于竞争的不利地位。
因此需求旺盛的航线可采用大机型,需求不旺的航线应采用小机型。
3)根据业载航程图,所选机型应具有较好的技术性能。
4)候选机型一般应基本满足上述三个原则,从候选机型中根据经济性指标选择最好机型。
经济性指标可以用平均每座位飞机空重(客运)或每吨飞机空重(货运,用最大业载计算)、盈利能力和盈利潜力(可用平衡载运率表示)、燃油消耗特性(以每吨业载耗油量或每公里燃油量或每吨公里燃油量表示)等来评价。
每座(每吨)空机重越小、盈利能力和盈利潜力越大(平衡载运率越小)、每座公里(每吨公里)耗油量越少,飞机的经济性越好。
如果引进新飞机,还应该进行投资回报率评估,投资回报率越高,机型经济性越好。
练习题:
1.例5-1中,如果150座级和200座级的机型换了发动机,最大业载航程增加到2500公里和3800公里,最大燃油航程分别为3700公里和5000公里;
在A、B、C三条航线上,150座级的飞机的平均航速增加到680、630和720公里/小时,平均日利用率分别为7.2小时、6.8小时和7.5小时,载运率分别为0.63、0.70和0.6;
200座级的飞机的平均航速增加到700、670和750公里/小时,平均日利用率分别为7.1小时、6.5小时和7.3小时,载运率分别为0.60、0.68和0.58,其它条件和例5-1相同,试分析这3条航线最适合的机型。
解:
由例5.1可知:
三条航线的预期运输量分别为:
A:
1445.4万吨公里、B:
1971万吨公里、C:
3547.8万吨公里
根据式5-3:
可知:
150座级飞机每年提供的A航线的运力:
680×
7.2×
15.2×
0.63×
365=1711.27(万吨公里)
150座级飞机每年提供的B航线的运力:
630×
6.8×
0.6×
365=1663.73(万吨公里)
150座级飞机每年提供的C航线的运力:
720×
7.5×
365=1797.552(万吨公里)
200座级飞机每年提供的A航线的运力:
700×
7.1×
23.5×
365=2557.81(万吨公里)
200座级飞机每年提供的B航线的运力:
670×
6.5×
0.68×
365=2540.14(万吨公里)
200座级飞机每年提供的C航线的运力:
750×
7.3×
0.58×
365=2723.785(万吨公里)
则应用这两种机型的飞机,飞A、B、C三条航线需要的飞机架数分别是:
150座:
(1445.4/1711.27,1971/1663.73,3547.8/1797.552)=(0.84,1.18,1.97)架
200座:
(1445.4/2557.81,1971/2540.14,3547.8/2723.785)=(0.57,0.78,1.3)架
则,每天可利用的时间为:
(0.84×
7.2,1.18×
6.8,1.97×
7.5)=(6.048,8.024,14.775)小时
(0.57×
7.1,0.78×
6.5,1.3×
7.3)=(4.047,5.07,9.49)小时
150座飞A、B、C三条航线的平均飞行时间为:
2200/680=3.24小时、1500/630=2.38小时、6300/720=8.75小时
200座飞A、B、C三条航线的平均飞行时间为:
2200/700=3.14小时、1500/670=2.24小时、6300/750=8.4小时
则轮档小时是:
(3.888,2.856,10.5)小时;
(3.768,2.688,10.08)小时
若采用150座级的飞机:
航班频率分别是:
6.048/3.888=1.56>
1,8.024/2.856=2.8>
1,14.775/10.5=1.4>
1均符号航班频率大于1的要求。
由于150座最大业载航程2500km<
3600km,飞C航线不经济,可能经常需要减载飞行。
若采用200座级的飞机:
4.047/3.14=1.29>
1,5.07/2.24=2.26>
1,9.49/8.4=1.13>
1均符合航班频率大于1的要求。
由于200座级的最大业载航程3800km均大于A、B、C航线距离,所以200座级A、B、C三条航线均能使用。
如果150座级空重52吨,200座级空重84吨,
则它们每座空重分别是:
52/150=0.347吨/座,84/200=0.42吨/座,因此,150座级的飞机油耗特性可能好于200座级。
A、B航线最适合的机型为150座级;
C航线最适合的机型为200座级。
2.新飞航空公司根据公司发展战略和市场计划的预期,5年后运输量将达到4.825亿吨公里,该公司现有120座的飞机2架、180座的飞机4架和250座的飞机2架,市场分担率分别是0.33、0.45和0.22,平均航速分别为620公里/小时、650公里/小时和740公里,平均日利用率分别是7.5小时、7.1小时和6.9小时,最大业载分别是10吨、17吨和27吨,期望最小、最大载运率分别是(0.65,0.74)、(0.60,0.68)、(0.57,0.66),如果该公司决定5年期间再购买120座级的飞机3架、180座级的飞机5架和250座级的飞机4架,这样的购买计划是否合适?
由题目可知:
飞机座级(座)
120
180
250
已有飞机数Ni(架)
2
4
市场分担率η
0.33
0.45
0.22
平均航速v(公里/小时)
620
650
740
平均日利用率Ti(小时)
7.5
7.1
6.9
最大业载z(吨)
10
17
27
最小载运率li
0.65
0.6
0.57
最大载运率Li
0.74
0.68
0.66
市场需求D(亿吨公里)
1.59225
2.17125
1.0615
l=1/∑ηi/li=1/[0.33/0.65+0.45/0.6+0.22/0.57]=0.608
L=1/∑ηi/Li=1/[0.33/0.74+0.45/0.68+0.22/0.66]=0.694
所以,由约束条件
得:
365×
620×
10×
0.65x1≤1.59225×
108
0.74x1≥1.59225×
108
650×
17×
0.6x2≤2.17125×
108
0.68x2≥2.17125×
740×
6.9×
27×
0.57x3≤1.0615×
0.66x3≥1.0615×
0.608∑TiViZi×
Xi≤4.825×
0.694∑TiViZi×
X1≥2,X2≥4,X3≥2
X1≤14.4;
X1≥12.7X1=13或14
X2≤12.64;
X2≥11.15X2=12
X3≤3.7;
X3≥3.19X3=3
综上所述,购买方案不合适。
3.新飞航空公司要计算第二年(2005)某航线需要的飞机架数,该航线航程为1564公里(km)。
预计2005年该航线旅客需求量为580000人次,新飞航空公司的市场占有率0.80。
采用150座级和200座级的飞机飞该航线,150座级的飞机的平均日利用率为7.6小时(h),航速是675km/h,飞该航线的平均客座率预期为0.7;
200座级的飞机的平均日利用率是7.2h,航速是724km/h,飞该航线的平均客座率预期为0.67。
如果150座级和200座级的飞机单独飞该航线,该公司需分别投入多少架飞机才能满足旅客出行的需求?
k=2005年dj=1564kmPjk=580000人次市场占有率为:
0.8
150座级:
Ti=7.6hVij=675km/hηij=0.7
200座级:
Ti=7.2hVij=724km/hηij=0.67
新飞航空公司的旅客需求量:
Pjk=580000×
0.8=464000人次
若i=150座级单独飞此航线,则轮档时间tij=dj/vij=1564km/(675km/h)=2.317h
一架150座级的飞机一年可承运的旅客数为:
Yijk=ηijSiTik/tij=0.7×
150×
7.6×
365/2.317=125710人次
若此航线只用150座级执飞,则2005年需要150座级飞机Xijk=Pjk/Yijk=464000/125710=3.69架
若i=200座级单独飞此航线,则轮档时间:
tij=dj/vij=1564km/(724km/h)=2.16h
一架200座级的飞机一年可承运的旅客数为:
Yijk=ηijSiTik/tij=0.67×
200×
365/2.16=163033人次
若此航线只用200座级执飞,则2005年需要200座级飞机Xijk=Pjk/Yijk=464000/163033=2.85架
假设每个OD流市场的年流量双向对称(相等),因此首先考虑单向流,然后将飞机数×
2。
4.新飞航空公司的机队有三种机型,机型1座位数s1=120,机型2座位数s2=180,机型3座位数s3=250,各型飞机每架期望年利用率分别为小时,小时,小时。
根据市场调查和公司销售历史数据的分析以及公司的发展战略,该公司决定五年内从目前的5条航线发展到服务于10个O-D流市场,有关预测数据见表5-22和表5-23所示。
试列出机队规划的数学模型,然后求解,并给出今后五年机队规划的决策建议。
表5-22O-D流市场的有关参数
航线号
O-D
年需求量(人次)
年频率限制(班次)
轮档距离(公里)
1
NKG-PEK
650000
4500
1100
NKG-CTU
260000
2000
1700
3
NKG-CSX
180000
1500
900
NKG-CAN
550000
4000
1600
5
NKG-DLC
280000
2500
6
NKG-TAO
300000
600
7
NKG-XMN
220000
1150
8
NKG-SZX
420000
3400
9
NKG-HAK
2400
2200
NKG-KWL
200000
1800
1900
表5-23各机型在各航线的有关参数
航线
机型
客座率
0.82
0.79
0.81
0.76
0.83
0.86
0.77
0.75
0.87
0.64
0.71
0.60
0.73
0.58
0.62
0.63
0.70
轮档时间
2.03
3.13
1.66
2.96
1.11
2.12
3.14
4.06
3.51
1.88
2.90
1.53
2.73
1.02
1.96
3.76
3.24
1.74
2.69
1.42
2.53
1.73
0.95
1.82
2.70
3.49
3.01
航线成本
3.575
6.163
3.160
4.951
4.034
1.656
4.550
5.049
6.224
5.388
4.296
6.885
4.151
5.367
4.855
2.362
5.261
5.870
7.244
6.300
6.125
8.347
5.925
7.230
6.367
4.217
7.111
7.598
8.844
8.075
首先建立数学模型,目标函数需要知道一些成本参数,这些成本参数的计算方法如下:
1.直接成本=座公里成本×
轮档距离×
座位数
2.飞机成本=(年折旧成本+年维修成本)×
轮档时间/年利用率
3.销售成本=每张机票销售成本×
客座率×
4.销售管理成本=摊派给每张机票管理成本×
5.航线成本=1+2+3+4
题目中已经给出航线成本,所以目标函数为:
minz=3.575x11+6.163x12+3.16x13+4.951x14+4.034x15+1.656x16+4.55x17+5.049x18
+6.224x19+5.388x110+4.296x21+6.885x22+4.151x23+5.367x24+4.855x25+2.362x26+5.261x27
+5.87x28+7.244x29+6.3x210+6.125x31+8.247x32+5.925x33+7.23x34+6.367x35+4.217x36
+7.111x37+7.598x38+8.844x39+8.075x310
需求限制条件:
120×
0.82x11+180×
0.76x12+250×
0.68x31≥325000
0.79x12+180×
0.65x22+250×
0.62x32≥130000
0.81x13+180×
0.64x23+250×
0.63x33≥90000
0.76x14+180×
0.75x24+250×
0.71x34≥275000
0.83x15+180×
0.66x25+250×
0.68x35≥140000
0.86x16+180×
0.71x26+250×
0.7x36≥150000
0.77x17+180×
0.6x27+250×
0.62x37≥110000
0.75x18+180×
0.73x28+250×
0.66x38≥210000
0.87x19+180×
0.58x29+250×
0.6x39≥150000
0.74x110+180×
0.68x210+250×
0.64x310≥100000
频率限制条件:
x11+x21+x31≤2250 x16+x26+x36≤1250
x12+x22+x32≤1000 x17+x27+x37≤750
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- 关 键 词:
- 交通运输 规划 作业 第五