序

航空运输系统的优化规划与管理涉及航空货运量的预测、航线网络、航班及货运舱位等科学决策问题，研究航空货物运输的动态变化和未来趋势，根据其未来变化趋势，对航空货物运输运营管理中的航线、货运航班及货运舱位等采取对应的优化措施，可有效保障民航业持续、健康地发展，也是航空运输企业各决策部门规划企业发展战略的重要依据。

为此，本文针对航空货物运输运营中存在的问题，主要展开了六个方面的研究：

（1）航空货物运输影响要素分析。

航空货物运输的相关影响因素的研究方法大多数采用的是多元回归分析法，但航空货物运输是一个复杂的社会经济系统，同时受多种不同因素的综合影响，每种因素都是看似透明而又不透明的特点，将航空运输系统抽象成为一个灰色系统，对相关影响因素进行灰色研究，通过Matlab编制程序计算出各个影响因素与航空货物运输量间的灰色关联度，进而判定主要影响航空货物运输的因素，从根本上找出影响航空货物运输量大小的因子，进而对航空货物运输的发展做出针对性的建议。

（2）航空货物运输量预测组合算法研究。

基于对我国航空货物运输量及其影响要素的灰色关联研究的基础上，应用多元回归模型和和灰色GM（1，1）模型对样本数据分别进行单项预测；以此为基础，引入诱导有序调和加权平均算子（IOWHA）进行组合预测，在IOWHA算子的基础上，提出系列基于相关性指标（相关系数、夹角余弦、灰色关联度）的IOWHA算子的组合优化模型，界定最优组合预测内涵，并运用统计数据对基于相关系数的IOWHA算子的最优组合模型进行验证，结果证明基于相关系数的IOWHA算子的最优组合模型的可行性和合理性，能有效地提高预测精度，降低预测风险，对航空货运量更为精确预测，从而为进一步探讨航线网络优化、货运时刻优化和货运舱位优化的研究奠定基础。

（3）货物运输航线网络优化研究。

第一阶段针对研究对象进行航空区域划分，运用增长系数法选取相关因素对各区域航空货物运输需求进行预测；第二阶段根据区域划分情况建立基年O-D表，运用Fratar法对航空货运服务区内的运量进行分布预测；第三阶段选用Logit模型建立效用函数对航空货物运输量在国内所占份额进行预测；第四阶段通过分析国内某航空货运公司航线网络情况对该公司未来航线网络进行规划，根据该公司航线网络规划情况运用增长系数法进行航线运力分配预测，最终提出航线网络调整及改进方向。

（4）货物运输航班时刻优化研究。

在货物运输业务上开源节流，依据货物运输市场需求，以提升货主服务质量为目的，研究航空运输过程中延误问题，以货物运输航班频率、货物运输航班时刻为立足点，提出货物运输延误成本计算模型，并且在最小延误情况下确定目标函数以及设定约束条件，建立航班频率和时刻优化模型，最后以某航空运输企业的某条航线航班计划为例，运用MATLAB程序编写软件对研究航线进行编程，通过运行得出该航线的航班频率和时刻优化结果，围绕航空运输企业获得最佳收益，实现航空运输企业航班资源合理配置，实现货主服务质量的提升。

（5）航空货运舱位优化控制研究。

详细剖析航空货物运输业的主要特点，根据这些特点阐述航空货运收益管理的主要研究内容。综述可召回制度的基本原理，并对航空运输企业在货运中实施可召回制度的可行性和重要性做出分析，结合航空货运的等级舱位概念建立基于可召回制度的航空货运舱位柔性控制模型，通过比较分析可召回制度货运舱位控制与传统货运舱位控制、促销货运舱位控制的收益变化，通过公式最终证明航空运输企业实施可召回制度能够有效的增加收益，提出了可召回制度的三阶段销售理论模型，并进行数字验证和收益比较。

（6）航空货物运输承运人选择及客户组合研究。

分析航空货物运输市场的大环境现状和发展方向，寻找有发展爆发力的航线进行着重运营，即企业最适宜重点发展的精品航线。构建空运承运人的评价指标体系，筛选出精品航线的最优合作伙伴。建立基于线性规划的客户优化组合模型，通过实际数据来进行演算分析得出最终一个可行的客户类别的管理方案。

总之，以航空货物运输优化运营为研究对象，以预测为基础，围绕“宏观-中观-微观”就货运量预测、货运航线网络、货运航班时刻、货运舱位，运输承运人选择和客户组合问题展开深入研究，为航空运输企业收益提升提供参考，促使我国航空货物运输行业健康、可持续发展。本文的创新之处是：

（1）提出了一类基于相关性指标的需求预测组合优化算法

基于诱导有序加权调和平均（IOWHA）算子，提出系列基于相关性指标（相关系数、夹角余弦、灰色关联度）的IOWHA算子的组合优化模型，界定最优组合预测内涵，验证组合优化模型的可行性和合理性，实例验算证实能有效地提高预测精度，降低预测风险。

（2）建立了基于运力分配的货运航线网络优化

以四阶段法为工具，Fratar法、Logit效用函数等方法为手段，以国内某航空货运公司为研究对象，实现货运服务区划分、运量生成预测、服务区分布预测、份额预测和运力分配预测，最后提出了基于运力分配的公司货运航线网络优化对策。

（3）提出了基于最小延误的货运航班时刻优化模型

在总体航线网络优化的前提下，进一步细化，建立延误计算模型，基于延误最小情况下，建立航班频率和时刻优化模型，为航空运输企业提供了一种简单可行、有效提高经济效益的方法。

（4）进一步拓展了基于可召回制度的货运舱位优化控制模型

研究了基于可召回制度的航空货运舱位控制模型，从理论上证明淡季时引入可召回机制也能提升公司的收益水平，进一步拓展了可召回制度理论，重点提出了可召回制度的三阶段销售模式，构建理论模型并进行模型求解和论证，完善了航空货物运输可召回收益理论，也为其他行业起到启示的作用。

本书出版得到了本人博士生导师东华大学徐琪教授的鼎力支持和悉心指导，感谢华东理工大学范体军教授的宝贵意见，也感谢上海工程技术大学学术著作出版专项资助。

限于作者水平，书中的缺点和不足在所难免，殷切期望有关专家和广大读者批评指正。

作者
2019年12月