聯合機場時間帶分配之研究

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姓名

吳睿勳(Ruei-Syun Wu) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

聯合機場時間帶分配之研究

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摘要(中)

全球航空業每年都持續成長，然而航空運輸需求已超過可用的容量，造成乘客、航空公司和機場遭受延誤和經濟損失。為了恢復時間帶與可用容量之間的平衡，許多繁忙的機場採用需求管理方法。目前，實務上主要使用的需求管理機制是由國際航空運輸協會(IATA)所訂定之機場時間帶協調國際規則(WASG)。而本研究從民航主管機關的角度出發，運用最佳化技巧，進行航空班表一季的時間帶分配規劃。
本研究針對臺灣北部的兩個機場進行短期營運考量，從民航主管機關的角度將現有資源有效運用，在考量WASG優先級與機場容量限制的情況下，利用數學規劃方式，以最小化時間帶請求變動為目標，建立了一個聯合兩機場之時間帶分配模型。透過使用C++程式語言和數學規劃軟體CPLEX求得最佳解。
最後，本研究以臺灣北部兩個機場的初始時間帶請求進行範例模擬測試，並調整不同參數進行敏感度分析，以評估該模型的實用性。結果顯示，該模型在實務應用中具有有效性，可供民航主管機關參考，以便未來進行時間帶分配規劃。

摘要(英)

The global aviation industry continues to grow every year; however, the demand for air transportation has exceeded the available capacity, leading to delays and economic losses for passengers, airlines, and airports. To restore balance between time slots and available capacity, many busy airports adopt demand management methods. Currently, the main demand management mechanism used in practice is the Worldwide Airport Slot Guidelines (WASG) established by the International Air Transport Association (IATA). This study approaches the problem from the perspective of civil aviation authorities and employs optimization techniques to plan the time slot allocation for a season of airline schedules.
This study focuses on the short-term operational considerations of two airports in northern Taiwan. From the perspective of civil aviation authorities, the existing resources are utilized effectively. Taking into account the priorities set by the Worldwide Airport Slot Guidelines (WASG) and considering the limitations of airport capacity, a mathematical programming approach is used to establish a time slot allocation model that integrates the two airports. The objective of the model is to minimize changes in time slot requests. The model is implemented using the C++ programming language and the mathematical programming software CPLEX to obtain the optimal solution.
Finally, the study conducts example simulations and sensitivity analyses by adjusting different parameters using the initial time slot requests of the two airports in northern Taiwan. These evaluations assess the practicality of the model. The results demonstrate the effectiveness of the model in practical applications and provide guidance for civil aviation authorities in future time slot allocation planning.

關鍵字(中)

★ 聯合機場
★ 優先級
★ 時間帶分配
★ 最佳化

關鍵字(英)

★ Union airport
★ Priority
★ Slot allocation
★ Optimization

論文目次

摘　要 i
ABSTRACT ii
致　謝 iii
目　錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 viii
第一章緒論 1
1-1 研究背景與動機 1
1-2 研究目的與範圍 3
1-3 研究方法與流程 4
第二章文獻回顧 6
2-1 解決機場容量不足相關文獻 6
2-2 時間帶協調實務做法 7
2-3 時間帶分配相關文獻 12
2-4 文獻評析 13
第三章模式構建 14
3-1 問題描述 14
3-2 模式架構 15
3-2-1 模式基本假設與已知條件 15
3-2-2 符號說明與數學定式 17
3-2-2-1 模式之符號說明 17
3-2-2-2 數學定式 19
3-3 模式驗證 28
3-3-1 驗證範例一 28
3-3-2 驗證範例二 31
3-4 模式應用與求解 34
3-5 小結 36
第四章範例測試 37
4-1 資料輸入 37
4-1-1 目標式權重 37
4-1-2 時間帶訊息格式內容 37
4-1-3 各機場跑道參數資料 40
4-2 模式發展 41
4-2-1 問題規模 41
4-2-2 電腦演算環境 44
4-2-3 CPLEX軟體參數設定 44
4-2-4 模式輸入資料 45
4-2-5 模式輸出資料 45
4-3 範例測試結果與分析 46
4-4 機場跑道容量參數之敏感度分析 48
4-5 目標式位移權重方案分析 63
4-5-1 被拒絕的時間帶總數方案分析 63
4-5-2 被轉移機場的時間帶總數方案分析 68
4-6 實務管理意涵 72
4-7 小結 74
第五章結論與建議 75
5-1 結論 75
5-2 建議 76
5-3 貢獻 76
參考文獻 77

參考文獻

〔1〕陳國樑：〈IATA「Airport Slot Coordination and Advanced」課程報告〉，民國107年7月19，取自
https://report.nat.gov.tw/ReportFront/PageSystem/reportFileDownload/C10700925/001
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〔3〕 IATA (2017). Worldwide Slot Guidelines (8th Edition). International Air Transport Association, Montreal, Canada
〔4〕 International Air Transport Association (IATA), 2022.
https://www.iata.org/en/programs/ops-infra/slots/slot-guidelines/
〔5〕 The World of Air Transport in 2019, 2019
https://www.icao.int/annual-report-2019/Pages/the-world-of-air-transport-in-2019.aspx
〔6〕 Katsigiannis, F. A., & Zografos, K. G. (2021). Optimising airport slot allocation considering flight-scheduling flexibility and total airport capacity constraints. Transportation Research Part B: Methodological, vol. 146, pp. 50-87.
〔7〕 Liu, W., Zhao, Q., & Delahaye, D. (2022). Research on slot allocation for airport network in the presence of uncertainty. Journal of Air Transport Management, vol. 104, 102269.
〔8〕 Pyrgiotis, N., & Odoni, A. (2016). On the impact of scheduling limits: A case study at newark liberty international airport. Transportation Science, vol. 50(1), pp. 150-165.
〔9〕 Qin, Y., Ng, K. K., Hu, H., Chan, F. T., & Xiao, S. (2021). Post disaster adaptation management in airport: A coordination of runway and hangar resources for relief cargo transports. Advanced Engineering Informatics, 50, 101403.
〔10〕 Zografos, K. G., Salouras, Y., & Madas, M. A. (2012). Dealing with the efficient allocation of scarce resources at congested airports. Transportation Research Part C: Emerging Technologies, vol. 21(1), pp. 244-256.
〔11〕 Zografos, K., & Jiang, Y. (2016). Modelling and solving the airport slot scheduling problem with efficiency, fairness, and accessibility considerations.

〔12〕 Zografos, K. G., & Jiang, Y. (2019). A bi-objective efficiency-fairness model for scheduling slots at congested airports. Transportation Research Part C: Emerging Technologies, vol. 102, pp. 336-350.

指導教授

顏上堯

審核日期

2023-8-14

推文