【正文】 內的需要提供值機服務的旅客需求（X）。例31 設高峰小時10個國際航班的始發(fā)旅客為2500名，其中包括15%的商務艙旅客?？紤]公務艙需要的值機柜臺數(shù)不超過經(jīng)濟艙的20%，這里采用最大可能值進行計算，其結果偏于保守估計。圖317 不同最長排隊時間下的X與S的標準參考曲線第三步 計算經(jīng)濟艙的開放式值機柜臺數(shù)量（CIY）CIY=S180。F1180。3331 服務器規(guī)劃一、值機規(guī)劃值機規(guī)劃有以下內容l 值機柜臺數(shù)的確定l 值機柜臺的分配l 旅客隊列結構優(yōu)化下面分別進行論述。特別是國際中轉旅客，所花時間更長，不利于國際樞紐機場的建設和發(fā)展，應設法實行聯(lián)檢，簡化國際中轉流程，縮短中轉時間。對旅客的檢驗檢疫只在發(fā)生流行性疾病時才進行，對動植物檢驗檢疫，是為防止一些有害生物（包括蟲類、植物、微生物）的傳播，防止動物攜帶疾?。ㄈ缜萘鞲?、口蹄疫等）的病源傳播。國家規(guī)定了可以免除關稅的物品，旅客如果帶有需要繳納關稅的物品出入境，則必須以法納稅。國際航班旅客則首先通過邊防檢查，然后才認領行李。近機位航班旅客直接通過廊橋登機，遠機位航班需乘坐擺渡車登機。入境旅客一般在飛機上就已填寫好入境申請單，下機后到邊檢口，向邊檢人員提交護照查驗，并提交入境申請單即可。對于入境國際旅客，有時需要填寫入境健康申報表，到達衛(wèi)生檢疫處時交給檢查人員。3312 安檢圖313 安檢流程圖3313 海關、檢驗檢疫檢查國際航班的旅客必須與送客的親朋好友在這里分別，出示登機牌、護照和機票給保安人員檢查，然后接受海關檢查，旅客將已填好的申報單交給海關檢查員即可，海關只抽樣檢查個別旅客，被抽查的旅客隨身攜帶行李應放在X光機上進行掃描。因為如果值機開放時間過早，一個候機廳可能坐有若干個航班的旅客在候機。不同的機場、不同的航空公司甚至不同的航班，對值機開放時間有著不同的規(guī)定，有的規(guī)定航班起飛前2個半小時，有的規(guī)定2個小時；國際航班可能規(guī)定提前4小時，有的甚至沒有時間限制，隨到隨辦。為充分利用值機大廳空間，需使用活動柵欄一類的隔離設施進行隊列形狀規(guī)劃，一般規(guī)劃成蛇形隊列，并有服務員引導。離港系統(tǒng)是否統(tǒng)一。專用柜臺由某航空公司單獨使用，各柜臺只辦理指定航班的旅客值機手續(xù)；公用柜臺不專門租給某個航空公司，各柜臺可同時辦理各航空公司各航班的旅客值機手續(xù)。航站樓作業(yè)流程如圖310所示。一般情況下的旅客到達累計曲線、旅客離開累計曲線可能如圖39所示。旅客到達累計曲線和離開累計曲線分離的部分表示了隊列的存在，其中兩曲線縱坐標之差為隊列長度，橫坐標之差為某旅客的逗留(延誤)時間。所有旅客總煙霧為圖36中三角形的面積，等于被延誤總旅客數(shù)為平均每旅客延誤該式表明平均每旅客延誤時間和高水平服務率無關，與服務水平降低的時間長度成正比。如果平均到達率和平均服務率隨時間而變化的話，相關計算公式將不能使用。表31是航站樓服務質量標準的定義，表333分別是航站樓服務質量空間和時間標準。機場的年吞吐量越大，峰值顯得越平坦，因此轉換系數(shù)越小。高峰小時的幾種定義如下l 年度的第30或40個最繁忙的小時l 年度高峰月的平均日高峰小時l 年度兩個高峰月的日平均高峰小時l 年度每百繁忙日的第95天的高峰小時l 年度第7或15個繁忙日的高峰小時其中第一種定義多用于英國，第二種定義用于美國，第三種是ICAO推薦的。它是排隊系統(tǒng)的累計到達/離開顧客數(shù)隨時間的變化曲線，橫軸是時間，縱軸是顧客已到達/離開累計數(shù)（或占總數(shù)的比例）。安檢排隊系統(tǒng)盡管有許多通道，但采用完全的公用形式，因此可認為是一個排隊系統(tǒng)。如果各同性質的排隊系統(tǒng)相互獨立，則它們構成的并行排隊系統(tǒng)的輸出率等于各排隊系統(tǒng)的輸出率之和。圖33 機場運行規(guī)劃流程圖32 機場運行規(guī)劃基礎321 排隊網(wǎng)絡由各種排隊系統(tǒng)通過串聯(lián)和并聯(lián)方式連接成的網(wǎng)絡，叫做排隊網(wǎng)絡。通過運行規(guī)劃，可以幫助機場管理者掌握生產(chǎn)組織的各種關系，提高服務水平和改善機場運行質量。飛行區(qū)又可分為跑道系統(tǒng)、滑行道系統(tǒng)和停機坪三個功能設施，飛行區(qū)功能是為飛機運行服務而建設。對應于允許最大延誤的交通需求量定義為實際容量。在交通需求不變的條件下，增加機場容量能減少延誤。一般來說，當交通需求超出機場容量時，航班延誤定將發(fā)生。在繁忙機場，常常由于容量不足而導致飛機排隊等待起飛和降落；旅客排著長隊等待值機、安檢、領取行李。所以，除了運輸途中飛行以外，航空客貨運輸生產(chǎn)都在機場完成，運輸生產(chǎn)的效率主要體現(xiàn)為機場生產(chǎn)組織的效率。旅客運輸生產(chǎn)從旅客到達航站樓入口處開始，國內航班旅客通過值機和安檢，即可進入候機廳候機，航班出發(fā)前20分鐘左右開始登機；國際旅客則除了值機和安檢外，還需要辦理出關手續(xù)（包括海關申報、檢驗檢疫和邊防檢查）。這里一片繁忙景象，人來客往，車輛穿梭，如果沒有高效的組織，很難想象這里的運輸生產(chǎn)可以有條不紊地進行。如果網(wǎng)絡有n個節(jié)點，m條邊，那么對于每個商品，這個模型將有m個流變量，因此共有Km個決策變量。(25a)(25b)(25c)生產(chǎn)實際上，我們常常碰見網(wǎng)絡上同時流動著多種“商品”的問題，例如在航線網(wǎng)絡上同時流動著各種機型的飛機，一種機型的飛機就是一種“商品”，這樣的問題叫做多商品流問題（multimodity flow problem）。請大家回顧一下單商品流的數(shù)學模型是什么樣子的。要求網(wǎng)絡的始發(fā)節(jié)點到終止節(jié)點的一條滿足資源消耗約束的最短路經(jīng)。此時，這8小時就成為機組航班環(huán)（配對，Pairing）問題的有限資源。圖22 最短路問題 可見經(jīng)典的最短路問題只考慮網(wǎng)絡每邊的長度，可以用如下的數(shù)學模型來描述：其中，是邊(i,j)的長度，是01型的決策變量（路徑選擇變量），邊(i,j)在最短路徑上時=1，否則=0。因此實際問題比經(jīng)典的網(wǎng)絡流問題要復雜得多。圖21 線性規(guī)劃和整數(shù)規(guī)劃的可行域23 高級網(wǎng)絡流問題 我們在運籌學課程中已經(jīng)知道一些經(jīng)典的網(wǎng)絡優(yōu)化問題，例如最小支撐樹問題、最短路問題、最大流問題和最小費用流問題。設松弛線性規(guī)劃問題的可行域是S，則對應的整數(shù)規(guī)劃的可行域是S中整數(shù)點的集合。表23 整數(shù)規(guī)劃分類 類型條件線性整數(shù)規(guī)劃非線性整數(shù)規(guī)劃整數(shù)規(guī)劃01型整數(shù)規(guī)劃整數(shù)規(guī)劃01型整數(shù)規(guī)劃純整數(shù)規(guī)劃混合整數(shù)規(guī)劃純整數(shù)規(guī)劃混合整數(shù)規(guī)劃純整數(shù)規(guī)劃混合整數(shù)規(guī)劃純整數(shù)規(guī)劃混合整數(shù)規(guī)劃變量全部取整數(shù)部分取整數(shù)全部取整數(shù)部分取整數(shù)全部取整數(shù)部分取整數(shù)全部取整數(shù)部分取整數(shù)目標函數(shù)和約束條件全部為線性函數(shù)部分為非線性函數(shù)本章只討論線性整數(shù)規(guī)劃問題。 混合整數(shù)規(guī)劃：有些變量取整數(shù)，有些變量取實數(shù)的規(guī)劃問題，叫做混合整數(shù)規(guī)劃。本小節(jié)首先對整數(shù)規(guī)劃進行分類。222 整數(shù)規(guī)劃的分類和可行解集 定義21告訴我們，只要某數(shù)學規(guī)劃問題的某些決策變量規(guī)定為整數(shù)，就是整數(shù)規(guī)劃。上述模型的約束條件共有n個，每個元素一個，表示每個元素必須且只能包含在一個子集合中。如果允許機組空飛（加機組）,則約束條件的等號應改為大于等于號，此時是集合覆蓋問題。這是一個集合分割問題，即將航班集合分割成若干子集合，任意航班屬于某一子集合，每兩兩子集合的交集為空，使分割的總代價最小。對于每個航班，每天必須有一個航班環(huán)執(zhí)行，而且只能有一個航班環(huán)執(zhí)行。表21 某小航空公司的航班時刻表航班號出發(fā)時刻出發(fā)機場到達時刻到達機場頻率1108:00A9:00B1,2,3,4,512012:30C14:00D1,2,3,4,5,613015:00D16:00A1,2,3,4,5,712110:00B11:00C1,2,3,4,5,6,711217:00A18:20B1,2,3,4,5,6,712215:00C16:30A1,2,3,4,5,6,712311:00B12:15C1,2,3,4,5在表22中P1P4這四個航班環(huán)的周期是一天，P5P12這八個航班環(huán)的周期是兩天，P13的周期則是三天，沒有周期超過三天的航班環(huán)。這里的航班環(huán)是指由同一個機組執(zhí)行的符合銜接條件的航班串，并且第一個航班的出發(fā)機場與最后一個航班的到達機場相同。算法將在第25節(jié)中專門介紹。第二章 航空運輸規(guī)劃基礎22 大規(guī)模整數(shù)規(guī)劃問題 整數(shù)規(guī)劃屬于組合優(yōu)化問題，由于它的NP難解性，在大學本科的運籌學課程中一般作為選修內容，不做課堂講授。根據(jù)規(guī)劃內容分類，可以分為航空交通基礎實施規(guī)劃、市場布點規(guī)劃、機隊規(guī)劃、空域規(guī)劃、人力資源規(guī)劃，信息系統(tǒng)規(guī)劃、生產(chǎn)規(guī)劃等。132 航空運輸規(guī)劃的分類航空運輸規(guī)劃可以有多種分類方法。例如常旅客計劃，首先由美國航空公司推出，但很快傳播到其他航空公司。而且需求除了受需求發(fā)生地的社會、經(jīng)濟的因素影響外，還受到系統(tǒng)提供的生產(chǎn)能力的影響。航空運輸生產(chǎn)能力的安排應當與運輸需求相適應，或兩者應當盡可能保持平衡。管制員主要和飛行員發(fā)生聯(lián)系，以實現(xiàn)指揮飛機飛行的目的，必要時還會與航空公司運控中心、機場監(jiān)控中心進行聯(lián)系。這里集中著最先進的監(jiān)控設備和生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、服務信息系統(tǒng)，生產(chǎn)現(xiàn)場的情形在這里一目了然，監(jiān)控人員隨時可以和生產(chǎn)部門進行聯(lián)系，解決發(fā)生的問題。運輸生產(chǎn)在這里組織實施，生產(chǎn)狀態(tài)在這里進行監(jiān)控。中轉行李需要通過自動化分揀設備或人工分揀，然后準確轉運到各出發(fā)飛機上?，F(xiàn)在也有網(wǎng)上值機系統(tǒng)，在航站樓值機大廳還設有自助式值機系統(tǒng)，以方便旅客值機。機場高速的交通工具可能是出租車、公交車、機場巴士、團隊客車和私家車，公交車需要設立車站；出租車到達機場后只在航站樓前短暫停車，下客后即離開，應當為他們設置道邊系統(tǒng)；私家車和團隊車下客后一般需要停車，因此應當為它們建設停車場。122 航空運輸組織有了運輸計劃，必須建立有效的運輸組織才能使運行有章可循，按程序流動。12 航空運輸營運要素 航空運輸?shù)某晒I運除了需要航空器、空勤人員、地勤人員和其它硬件資源以外，還需要軟件要素的成功運用，包括航空運輸計劃、組織和運行，這軟件三要素前后相繼，又反饋控制，形成航空運輸營運系統(tǒng)的閉合鏈。航空運輸系統(tǒng)作為社會系統(tǒng)的子系統(tǒng)，它的外部是社會系統(tǒng)的其他部分和氣象等自然系統(tǒng)，系統(tǒng)的服務對象是運輸需求發(fā)生地（需求源）。航空運輸系統(tǒng)的組成如圖11所示，系統(tǒng)的邊界是“機場陸路到達系統(tǒng)”，它有時也被作為航空運輸系統(tǒng)的一部分進行處理。機場公司和空中交通管理局則為航空公司提供生產(chǎn)保障服務，幫助和支持航空公司完成運輸生產(chǎn)任務，因此航空公司在航空運輸系統(tǒng)內部是機場和空管局的客戶。但航空公司在設計航班計劃時必須與機場當局和空管局溝通、協(xié)調，對新增的航班還須獲得他們的批準，才能最終形成自己的航班計劃。機場陸路到達系統(tǒng)由陸路交通系統(tǒng)和機場停車場、車站和道邊系統(tǒng)構成，陸路交通系統(tǒng)可能是機場高速、機場輕軌、機場地鐵。有些陸側的服務（主要是值機）可以前移至城市航站樓、火車站、機場到達交通工具上，以方便旅客，因此也可將陸路交通系統(tǒng)歸入機場陸側系統(tǒng)。如果是國際出發(fā)/到達貨郵，還必須通過海關和動植物檢驗后放行才能出/入關。航空公司的運行控制中心是負責生產(chǎn)運行的控制部門，在這里集中了市場部門、機務部門、飛行和客艙部門、地面服務部門的代表，以及航行情報、性能工程和飛行簽派的專家。負責機場生產(chǎn)運行的部門是機場監(jiān)控中心（指揮處），其職責是調配機場的生產(chǎn)資源，保障機場正常和安全生產(chǎn)。管制區(qū)域通常分為塔臺管制區(qū)、近進管制區(qū)和區(qū)域管制，分別由塔臺管制員、近進管制員和區(qū)域管制員管理。航空運輸規(guī)劃是為實現(xiàn)航空運輸系統(tǒng)的目標對系統(tǒng)的結構、規(guī)模、作用、反應和市場等做出的計劃。但航空運輸需求的影響因素復雜，需求波動嚴重，不能準確預測。各航空公司的飛行器和運行規(guī)范等都符合適航規(guī)定，服務產(chǎn)品幾乎是同質的，創(chuàng)新的服務產(chǎn)品很容易摹仿。D小組主要的研究工作就是開發(fā)運輸規(guī)劃的核心技術，該小組的成員則是公司的寶貴財富。根據(jù)子系統(tǒng)分類，可以分為航空公司子系統(tǒng)規(guī)劃、機場子系統(tǒng)規(guī)劃和空管子系統(tǒng)規(guī)劃。l 收益管理、運行控制和地面服務人員排班等，這些是運行層次的規(guī)劃。本節(jié)介紹整數(shù)規(guī)劃的基本概念和基本問題，不涉及算法問題。為這樣的航班計劃進行機組人員排班時，首先生成可供選擇的航班環(huán)，其結果如表22所示。關于如何由航班時刻表生成航班環(huán)，請參見第八章。如果根據(jù)航班環(huán)Pi的飛行小時計算出機組成本是，則表21的航班計劃的機組執(zhí)行總成本是我們希望這個總成本越小越好。綜合上述討論，我們可以給出該機組航班環(huán)問題的規(guī)劃模型如下：這是一個01型整數(shù)規(guī)劃模型，目標函數(shù)是機組飛行總成本最小，每個航班一個約束條件，表示每個航班能且只能執(zhí)行一次。實踐中，常采用加機組（又叫空飛，Deadhead）的辦法，即從別的機場調機組跟隨某航班飛來本機場。是決策變量，等于1時表示Ai 被選中，等于0時表示不選擇Ai。例如其中是的任意函數(shù)，是決策變量矢量，是約束條件的右手邊矢量。而且目標函數(shù)和約束條件的左邊可以是線性的，也可以是非線性的。 純整數(shù)規(guī)劃：所有的決策變量都取整數(shù)的整數(shù)規(guī)劃問題叫做純整數(shù)規(guī)劃問題。 整數(shù)規(guī)劃各種類型和劃分標準可見表23所示。如果是01型的整數(shù)規(guī)劃，整數(shù)約束將松弛成。點（3,1）即是（22）的最優(yōu)解。例如最短路問題只考慮邊的長度，沒有考慮路徑上其它因素的約束，如規(guī)定燃油的消耗量或規(guī)定允許的最長流動時間；最小費用流問題假設網(wǎng)絡上流動的是同一種“商品”，而實際情況可能存在多種“商品”，而且假設單位流的費用相同，不考慮網(wǎng)絡的建設投資等。在圖22中，節(jié)點v1到v8 的最短路徑是v1 v7 v5 v6 v8，最短路程是9。例如根據(jù)機組適航性要求，每機組在24小時內的飛行小時一般不得超過8小時，即所謂的8in24規(guī)則。一般地，約束最短路問題可以描述成如下的網(wǎng)絡