机场旅客与行李流程的规划和仿真研究

摘要

航空运输业的发展对航空运输系统提出了更高要求。机场是陆路与空中交通的衔接点，机场保障能力不足已成为制约航空运输业发展的一个重要因素。特别是繁忙机场，拥挤状况日趋严重，航班延误不断增加，造成了巨大的经济损失。如何对机场运行进行科学合理的规划，对于改善和提高机场容量和保障能力，满足日益增长的航空运输需求，具有十分重要的实际意义和应用价值。
　　 本文以机场的旅客和行李流程为研究对象，进行了规划和仿真方法的研究，主要研究工作如下：
　　 研究了机场陆路到达系统的重要组成部分—车道边的容量评估问题。分析了已有单车道停车模型存在的问题，将其扩展到多车道情形。推导了繁忙机场的双车道停车的容量评估模型，同时对车道边交通进行了规划，为优化双车道停车容量，提出了快速通道概念，给出了优化后的容量评估模型。对双车道停车的车道边交通进行了仿真建模。仿真结果表明，本文给出的容量评估模型正确，快速通道的设置有效，能够比较明显地提高双车道停车的车道边容量。
　　 航站楼旅客流程的现有研究工作局限于旅客流程的单个环节，本文将航站楼旅客流程看作一个系统，构建了航站楼旅客流程的排队网络，并对稳态和非稳态两种排队网络的指标计算进行了分析。在排队网络分析的基础上，对值机系统以服务标准为约束条件和系统收益最大化为目标，建立了值机柜台数量分配的优化模型，研究了值机资源的优化配置问题。并用实例说明了该模型的应用。
　　 通过对我国大型机场旅客流程的大规模现场调查，收集了大量旅客流程的第一手数据，开发了航站楼旅客离港流程的仿真系统。运用ServiceModel开发平台建立航站楼旅客离港流程仿真模型，仿真分析了某大型国际机场离港流程，发现了流程中的瓶颈环节—安全检查；运用蒙特卡洛仿真分析方法对安检流程进行分析，提出了安检流程的改进措施。实际应用表明改进措施有效，对机场的生产实践产生积极的指导意义。
　　 对行李提取转盘的容量评估和指派问题进行了研究。以行李转盘的均衡使用为优化目标建立行李转盘指派模型，并设计了模型求解的蚁群算法。实例验证了指派模型和模型求解方法的有效性。
　　 对行李提取区旅客拥挤问题进行了研究。确定了旅客行李提取的关键衡量指标，在分析当前行李提取转盘使用情况的基础上，指出了旅客携带一件行李的单航班提取模型的局限性，建立了旅客携带多件行李的多航班行李提取模型。以Petri网为建模工具，建立了浦东国际机场行李流程仿真系统。仿真分析的结果验证了本文提出的行李提取模型的有效性。