[发明专利]基于绿色航空模型的中枢辐射式航线网络优化设计方法

说明书

本发明涉及一种基于绿色航空模型的中枢辐射式航线网络优化设计方法，包括以下步骤：步骤S1，中枢辐射式航线网络枢纽机场选址；步骤S2，构建环境影响评估模型；步骤S3，引入点对点式航线网络进行对比分析；步骤S4，搭建基于绿色航空模型的中枢辐射式航线网络；步骤S5，根据构建的多目标优化模型，生成绿色中枢辐射式航线网络；步骤S6，灵敏度分析。本发明方法将航空器在航线网络中运行产生的环境影响考虑在内，在减少总客流量运输成本的同时，降低了中枢辐射式航线网络的环境影响，有利于开展对中枢辐射式航线网络优化设计的研究，也有利于我国航空运输业的可持续发展。

技术领域

本发明涉及基于绿色航空模型的中枢辐射式航线网络优化设计方法，属于航线网络优化技术领域。

背景技术

随着经济全球化的迅速发展，航空运输业呈现蓬勃向上的发展趋势，其已经成为可以支撑起世界各国经济发展的重要产业，可以将各个国家、地区进行连接，达到全世界的互联互通。但是，在全球经济迅速发展、航空出行便利的同时，交通运输量以持续猛增的状态迅速增长，航空器运行消耗燃油，造成污染气体排放、温室效应等一系列环境问题亦不容忽视。

航空器在运行过程中，由于高空持续时间久、飞行距离长、产生的污染气体排放在大气中，与地面相比更加难以被吸收，因此对环境的影响是个长久的过程。有关调查研究显示，航空运输业以每年3.6％的温室气体排放增长率迅速增加，根据国际民航组织(ICAO)的统计数据，按照当前温室气体排放增长趋势，全球的航空排放量预计到2036年将比2006年高出1.5-3倍；预计到2050年，航空运输业产生的二氧化碳排放量将比2010年增加近4倍。除此之外，增加的燃油成本是航空运输业面临的另一个问题。国际航空运输协会(IATA)指出，2018年航空运输业的燃油支出同比2017年增长20.5％，比2005年910亿美元燃油支出增长1倍。

面对当前的严峻形势，为了鼓励航空公司变得更加环保，政府、航空当局及相关行业都制定了严格的环境法规和环境目标。航线网络是航空公司的发展基础之一，航线网络的设计关系到航空公司的可持续发展。改革开放以来，我国有关航空运输业的各项指标飞速发展，民航运输业的相关经营模式也由原来的粗放式逐渐转变为经济集约式。为了加快适应航空运输业的需求，航线网络结构也由最初的点对点式航线网络向中枢辐射式航线网络发展。中枢辐射式航线网络是含有枢纽机场(或城市)和非枢纽机场(或城市)，通过枢纽机场汇集航空客流而形成的一种航线网络结构，它是航空运输市场达到一定规模，可以充分体现规模经济效应的一种航线网络结构。该网络具有良好的灵活性、通达性，优良的便捷性和经济性，通过运行该网络，可以达到显著提高航线网络运行效率的优势，同时降低航空承运人的运营成本，进一步奠定航空公司航线网络的基础发展，进而受到越来越多的欢迎。因此，在大力发展低能耗、低排放、低污染的“绿色航空”的大背景下，将航线网络的环境影响加以考虑，为航空公司提供决策支持，助力于我国航空运输业的可持续发展。

在实际运行环境中，中枢辐射式航线网络具有多目标特点，但是围绕多目标特性展开的研究较少，而且仅考虑单个目标的问题无法使决策者在考虑多个条件的影响因素下做出正确的判断，进而影响解决实际问题的效率。在当前的研究中，大多数学者仅考虑运输成本和运行时间来研究中枢辐射式航线网络的相关问题，较少研究将航空器在航线网络中运行产生的环境影响考虑在内。在有关航空器运行对环境影响的研究中，目前国内主要侧重于航空器在终端区范围内的影响，对航空器在整个中枢辐射式航线网络中运行产生的环境影响考虑较少。为了适应绿色民航的发展要求，以减少环境影响为目标，对绿色中枢辐射式航线网络优化设计方法进行研究具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于绿色航空模型的中枢辐射式航线网络优化设计方法，本发明综合对交通流数据、气象数据、运输需求和成本数据进行处理，提出基于绿色航空模型的中枢辐射式航线网络优化设计方法，具有重要的实际意义和较强的应用前景。

为达到上述目的，本发明提供基于绿色航空模型的中枢辐射式航线网络优化设计方法，包括以下步骤：