【正文】 中國民航飛行學院畢業(yè)論文 第 31 頁 參考文獻 [1] 殷 惠 . 城市圈交通一體化研究 [J]. 武漢理工大學學報 , 10085696(2020) 06009203. [2] 韋 薇 , 夏洪山 . 對整合長三角機場群資源促進協調發(fā)展的思考 [J]. 南京航空航天大學 , 2020,22(2): 4952. [3] 邵 瑛 . 長江三角洲區(qū)域交通一體化規(guī)劃研究 [J]. 上海城市規(guī)劃 ,2020. [4] 劉君武 .航 空樞紐規(guī)劃 ,航空港規(guī)劃 [M]. 上海 , 上海科學技術出版社 ,. [5] 黃海軍，陳良猷 . 平衡交通運輸網絡設計的最優(yōu)化數學模型 [J]. 北京航空航天大學 , 100 083. [6] 宗傳宏 . 長三角區(qū)域綜合交通體系研究 [J]. 上海 , (2020)02003003. [7] 黃海軍 , 李志東 , 陳 良猷 . 系統(tǒng)優(yōu)化思想在東部地區(qū)運輸規(guī)劃中的應用 [J]. 優(yōu)選與管理科學 ,1988。 感謝飛行學院對我的培養(yǎng)，馬上就要畢業(yè)了，也借此契機感謝 空管學院的各位老師幾年來對我的支持和教導。 何老師嚴謹的工作作風和淵博的學識都讓我受益匪淺，在此對他表示誠摯的感謝和深深的敬意。在論文完成過程中，我遇到一些個人問題，情緒低落，不想再繼續(xù)寫論文。 相信在未來的十到二十年里，圍繞航空運輸為核心的交通一體化的現代綜合交通方式將是交通規(guī)劃的方向 ，而本文只是這一宏大工程的一個小的開端。 本文雖然對長三角交通一體化航空網絡規(guī)劃進行了一定深度的分析，然而這些分析還不夠深入，一些規(guī)劃方案還只是處在構想及初步實施階段。最后，文章給出了平衡交通航空網絡設計模型，這一模型可對規(guī)劃后的長三角航空網絡是否到達優(yōu)化目的進行檢驗。此外，隨著十二五規(guī)劃發(fā)展，我國支線機場的不斷增多，支線航空不斷發(fā)展。結合國外 的交通一體化發(fā)展思路 ，提出了整合組建機場群和機場聯盟的規(guī)劃框架，并且借鑒一市多場的發(fā)展模式引入一市兩場的城市機場規(guī)劃模式。 當然也可以用拉格朗日逼近法求解非線性約束規(guī)劃問題。解 式 (19)的步驟為 : ( 1 )選擇初始解 1*ZR? ，置 1e? ( 2 )求 ? ?max e Z? ， ,St *ZR? 的局部極值，設解為 ? ?eZ? ( 3 )若 1max llkkZZ ????， ? 為精度判別值，則停止搜索，否則令1ll?? ，且令 ? ? ? ?1eegg??? ? 轉至式 (2) 這一算法僅能得到長三角地區(qū) 的局部 航空網絡 最優(yōu)解。 (18)式變換成 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?*3 11*m a x kbpP bj j i k ke j x j e b p e bj k bZ M R S x Z x Z g E Z g F Z????? ? ? ? ?? ? ? ,St *ZR? (19) 此處， *R 是 R 中去 掉非線性約束后 ,剩余的線性約束組成的空間。 第三層次的內容與計算步驟 (18)式仍然不好求解 ,因為約束中仍有非線性約束 ,可行域是非 凸的。如果決策者提供了邊際替換率 ,則式 (16)可以實現。 ( 1 ) 選擇初始解 ? ? ? ?? ?111 ,x h Y? ??, 置 1i? ( 2 ) 解下面的問題 , 求迭代方向 ? ? ? ?? ?m a x , ,iihY U Z h Y Z??? ?? ,St Z?? （ 16） 迭代方向為 i i id Z x?? ( 3 ) 確定迭代步長 ? ?m ax iiU Z x td????? ,St ? ?0,1t? （ 17） 令解為 it ,下一步計算的始點為 1i i iix x td? ?? ( 4 ) 令 ? 為迭代精度判別值 , ikx 是指向量 ix 的第 k 個元素 ,若1max iikkxx ?? ??， 中國民航飛行學院畢業(yè)論文 第 28 頁 則停止迭代；否則令 1ii?? ,轉入步驟 ( 2 ) 第二層次的內容 由于相當函數是未知的 ,所以必須明確式 (16)與式 (17)的內容。 Geoffrion(1970 年 )在迭代結構上改進了著名求解非線性規(guī)劃的 Frank Wolfe算法 , Agarwal(1973年 ) 提出用一個相當函數替代多目標函數 ,此兩種方法為設計模型 (10)的算法提供了思路。研究的 實際問題不是凸規(guī)劃問題 ,因此一般尋優(yōu)方法得到的只是局部最優(yōu)解 , 因此必須在求出多個局部極小值后 ,從中找出全局最優(yōu)解。? 是凸集 ,則式 (14)與式 (15)表達的模型是一個凸規(guī)劃問題 ,函數 ??1zx的任何極值點都是本問題的最優(yōu)解。? 是式 (12)與式 (13)形成的約束空間。 ? ? ? ?1m i n , ,kka a aakz h Y C f Y f? ?? （ 11） ? ?,hY?? （ 12） ? ?aa g Ya B?? （ 13） 此處 ? 為滿足 (10a 至 10e )約束的可行解集 令 ? ?,x hY? 則式 (11)至式 (13)表達的模型就是 中國民航飛行學院畢業(yè)論文 第 27 頁 ? ?1minzx （ 14） 39。39。 (6)=(7)從定義 (4)式知 kkbpbtt??, 所以 有 /bk k k kj b j bbjPt h t D????? ????? (8) 中國民航飛行學院畢業(yè)論文 第 26 頁 又因 kkbjbtt??, bjP? 則 ,k k k kb j b j j bt h t h j P? ?? 求和得 bbk k k kj j b jbj P i Pt h h t?????? 即 bbk k k k k kj b j b jbbj P j Pt h t D h t???????? 則 /bk k k kj b j bbjPt h t D????? ????? (9) 由 (8)式、 (9)式可得到 (7)式 (證畢 ) 多目標優(yōu)化模型 分別設置了總運輸成本最低、總投資最少、總空域 使用量最少 3個目標。 定理 1 當且僅當 h 滿足式 (2)與下面的條件時 ,h 才是最優(yōu)的平衡航空運輸流。 最優(yōu)平衡 航空 運輸流的條件 定義 當且僅當 航空 運輸流 h 滿足下列條件時 ,表示 航空 運輸網上有向運輸流量的 h 才是最優(yōu)平衡 航空 運輸流 : (a ) 非負性 , 0kph? (1) (b ) 滿足運輸量需求函數 kkpbp pbhD? ?? ? ?,kb? (2) (c ) 弧的運輸能力約束 kkb a p p a akp h Y V?? ???? ??a? (3) (d ) 航空 運輸系統(tǒng)穩(wěn)定后 ,從一個節(jié)點到另一節(jié)點的所有路徑上的運輸成本相等。 符號定義 a —— 相鄰節(jié)點間的運輸路 線 ,簡稱弧 ,aA? ,A 的維數為 m ； k —— 貨物種類或旅客出行目的類型 ,簡稱類 ,kK? ,K 的維數為 n ； b —— 網絡中某一節(jié)點對 (有向的 ),aB? ,B 的維數為 g ； bP —— 連接節(jié)點對 b 的可行路徑的集合； p —— 連接節(jié)點對 b 的某一路徑 , bpP? ； hkp —— 在路徑 p 上 k 類商品的流動量； p?? —— 當弧 a 在路徑 p 上時該值為 1,否則取 0； kaf —— 在弧 a 上 k 類商品的流動量 ,有 kaf = kap pb p pb h???? aY —— 弧 a 所 新 增加的運輸能力； aV —— 弧 a 原有的運輸能力； ? ?kaaCf、 Y —— 單位 k 類運輸量在弧 a 上的運輸成本； ? ?,kbpt hY —— 單位 k 類運輸量在節(jié)點對 b 的路徑 p 上的運輸成本 , ? ? ? ?,kkb p a p a aat h Y C f Y?? ? kpt? —— 單位 k 類運輸量在節(jié)點 b 間的最小運輸成本； bbP?? ； kbD —— 節(jié)點對 b 之間 k 類運輸量的需求函數； ? ?aagY—— 弧 a 上新增運輸能力 aY 所需的投資額； aS —— 弧 a 上新增單位運輸能力 aY 所需的航線 使用 數量 量； B —— 總投資限額； ka? —— 弧 a 上單位 k 類商品運輸量折換到標準運輸能力占用量的折換系數。 多 目標優(yōu)化模型 平衡交通航空 網絡設計問題是在滿足客貨流動約束和國家投資約束下 ,以系中國民航飛行學院畢業(yè)論文 第 24 頁 統(tǒng)總成本最小為目標 ,確定需要增加或改擴建的線路。收集 運輸 成本的數據。 (4)通過預測模型 , 得到任意兩節(jié)點間貨物與旅客交往的需求函數。節(jié)點表示區(qū)域內的某些特征 (貨物或旅客 ) , 弧 線 就是運輸線路。 模型 檢驗的 數據采集 步驟 (1)將所要研究的 長三角 區(qū)域 的 子區(qū)域 即上海市、江蘇省浙江省 按生產力布局、人口分布等特點 , 劃分成塊狀圖。此“系統(tǒng)最優(yōu)原則” 適宜于集中控制的 航空 運輸網絡 ,對運行航班 可以統(tǒng)一調度 。 圖 44 韓國仁川機場進出港航班波 (磚塊圖 ) 中國民航飛行學院畢業(yè)論文 第 23 頁 圖 45 上海航空樞紐進出港航班波 (磚塊圖 ) 5 平衡交通 航空 網絡設計最優(yōu)化模型 “ 分析了影響 長三角交通一體化航空網絡規(guī)劃的制約 因素 ,并在提出的規(guī)劃建議后，本 文又通過平衡交通網絡設計最優(yōu)化模型為 長三角交通一體化航空網絡規(guī)劃 提供一個驗證手段 。目前東航為了緩解其上?？偛抗炯敖K分公司的壓力，又在常州奔牛機場設立基地。 如圖 4圖 45 是上海航空樞紐和韓國仁川機場的航班波，從圖中不難看出，早上 8:0011:00 是離港高峰下午 17:0020:00 是進港高峰，而小機場過夜則巧妙的避開了這兩個高峰期。這樣就合理安排了旅客的作息規(guī)律，方便了旅客出行工作娛樂效率和舒暢。而“小機場過夜”方案則有效解決了這一問題，機組下午將旅客運輸至綜合大型城市，旅客經過一夜的休息，次日早上輕松的參加各種安排的活動。在傳統(tǒng)的航班時間安排表中，基本上都是入駐樞紐機場的基地公司的航班早上從 樞紐機場出發(fā)前往支線機場，而在下午從支線機場返回。同時這些也必將促進長三角地區(qū)經濟市場的整合，促進長三角經濟的可持續(xù)平衡發(fā)展。 小結 交通一體化的多式聯運，在一定程度上為整個區(qū)域交通系統(tǒng)進行了整合，使得區(qū)域內的出行旅客及運輸貨物結 合自身的交通目的選擇了較為快捷方便的綜合交通方式。 圖 43 蘇州虛擬機場 (SZV)的空路聯運流程 空水聯運 水路運輸作為一種最為傳統(tǒng)的運輸方式，在交通網絡極其發(fā)達的今天已失去了旅客運輸的能力，但在貨物運輸市場還占有一定的份額。蘇州虛擬機場的空路聯運 流程 如圖 43 所示 。上海機場利用這個代碼，在保稅區(qū) 里面設了一個航空貨物的空路聯運站。上海機場除了卡車航班以外，還有設立了一些虛擬機場，擴大自己的航空市場范圍。因為公路運輸的安全檢查等手續(xù)比航空運輸簡單，同時只要是上海機場的卡車航班送到他們 貨站的貨物都優(yōu)先處理，結果導致卡車航班的速度比飛機快。例如新疆的貨物就是上海機場的市場，是利用卡車運到浦東機場的。例如拿南京機場來說，南京高鐵南 站和南京站及祿口機場都有一段距離，而南京地鐵二號機場南延線的建成將實現兩個鐵路車站與機場的快速鏈接，有效解決了已有交通規(guī)劃的不足。 城市軌道交通的全面建成，也將如鐵路一樣，大大減少城市通往機場的道路交通的壓力。另外，要特別注意軌道交通與進出航站樓的連接，要在方便換乘上下最大的功夫?？哲壜撨\的遠程值機點通常在市中心區(qū)、旅館集中區(qū)、交通樞紐和機場快線上的主要車站及其附近。所以說空鐵聯運減少航空樞紐集疏運需求對城市的交通壓力，而且可以少建一條高速公路，減少了對交通基礎設施投資的需求，對城市的環(huán)境保護也有益。原因就是大量的旅客不是從道路來 ，而是利用鐵路?，F在