建模论文大学生数学建模竞赛航班延误问题研究精编版

建模论文大学生数学建模竞赛航班延误问题研

究

文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）

航班延误问题研究

摘要

随着我国民航运输业的快速发展，我国民航业正在经历美国等西方发达国家在上个世纪七十年代放松航空管制后航空业务量急剧膨胀，导致机场和空域拥堵严重、航班延误快速增长的局面。引起的乘客和航空公司之间纠纷也逐渐增多，如果不能及时解决，会激发两者之间的矛盾，从而影响航空公司的声誉。面对目前的形势，我国民航局在2010年开展了航班正常性和大面积航班延误的专项整治工作，要求各民航各企事业单位采取措施努力做好航班延误的治理工作，降低航班延误对我国民航运输业的不利影响。本文基于收集得到的数据，分析国内航班延误的真实原因，并对航空公司及乘客如何应对航班延误提出合理的策略，构建模型并对其前景进行分析，最后，本文基于航班总数的时间序列数据，对未来十年民航市场的发展趋势做出适当预测。

针对问题一，我们将通过各种渠道了解国内各航空公司航班记录，特别是延误的航班，以及后续措施的实施。记录实情，通过分析证明结论的正确性。

针对问题二，我们首先对原始数据进行统计并处理，得到航班总数，正常航班数，不正常航班数的时间序列数据，而且，在次基础之上，对因各种因素导致的航班延误数进行统计分析，充分挖掘航班延误的几个主要原因是航空公司自身原因，流量原因和天气原因。同时，得到各个年份的导致航班延误影响因素的比例分布表，紧接着做出这个比例分布表的直方图，进而依据数据特征并结合现实具体情况来分析航班延误的四个主要影响因素，最后我们得出结论：日益增长的航空运输需求与有限的空域资源之间的矛盾是航班延误的主导原因。

针对问题三，我们从航班延误成本最小和航班延误时间最短两个点入手，构造动态规划模型，最后利用匈牙利算法，为航空公司在航班延误上提供了合理的管理措施，同时针对航班延误的变化规律也为乘客做出了合理的出行建议。

为了对未来十年国内民航市场的发展趋势做适当的预测，我们考虑从航班总数的角度入手，做出散点图，分析其发展趋势，并基于MATLAB软件用多项式拟合的方法得到一条拟合曲线，经检验，一次拟合的效果比较好，所以，我们在此基础之上得到未来十年的航班总数的估计值，并得出结论，未来十年国内民航行业的发展具有非常广阔的潜力。

关键字：统计航班延误延误成本拟合

一、问题重述

1、中国的航班延误最严重，国际上航班延误最严重的10个机场中，中国占了7个的结论是否正确

2、我国航班延误的主要原因是什么

3、有什么改进措施

二、问题分析

问题一的分析

问题一要求统计国内国际航班延误数据，进行合理处理，证明结论是否正确。首先，我们查阅国内外各大航空公司的网页和一些主要统计部门的相关信息，得到关于年度航班延误的一些统计指标，并在此基础之上，考虑利用MATLAB 软件做出各种统计指标的散点图，对各航空公司的实际情况分析，证明结论的正确性。

问题二的分析

问题二要求我们分析我国航班延误的主要原因是什么。显然，航班延误是当前国际民航业发展中的一大难题，也是顾客对航空服务质量不满意的主要内容。根据收集得到的数据，我们发现，导致航班延误有两大主要原因，一是航空公司自身的原因，涉及到航空公司自身的相关运行管理；另外一方面是非航空公司自身因素，即空管流量控制，恶劣天气，军事活动等非航空公司自身因素。为了问题分析的方便，考虑对数据进行更深层次的挖掘和处理，并且，有效结合实际情况，分析得出航班延误的真实原因。

问题三的分析

问题三要求我们根据数据分析提出改进的措施（如航空公司的预定票策略，乘客购买航空延误保险或恰当选择出行方式等），我们通过分析历年我国航班延误率初步得出我国延误的大致水平，然后从航班延误成本和航班延误时长两个点入手，构造动态规划模型，最后为航空公司提供了一种合理的管理措施，即在延误时长一定的合理范围内，满足延误成本最小的建议。

同时我们通过分析航班延误率和延误时长的发展规律，给乘坐飞机的乘客提出了几种合理的意见，如周六航班延误时间较长且延误的可能性更大，对于此种风险厌恶系数较大的乘客不建议在周六出行等。

三、问题假设

1、假设收集到的数据真实可靠；

2、假设各航空公司能制定切实的政策和措施；

四、符号定义与说明

图示说明：

五、模型的建立与求解

问题一的分析

下图是2015年5月2日北京南苑机场CA1835一天的航班飞行情况

图

从今日CA1835航班起飞状况，共23个时间点，航班延误19个，占%。从这可以看出国内航班延误的严重性。

图

2015年5月2号全国航班延误情况

表示机场正常

表示机场部分航班延误

表示机场大面积延误

表示机场当前没有航班起降

表示当前机场状态无法判断

图示等级：

大型机场中型机场小型机场

从全国来看，航班延误的

机场主要分布在北上广地

区，银川和台北桃园机场

出现大面积航班延误，因此全国航班延误情况依旧值得关注。

问题二的分析与处理

航班延误是指航班降落时间比计划降落时间（航班时刻表上的时间）延迟30分钟以上或航班取消的情况。

日常生活中航班延误不仅影响着乘客的心情，也影响着航空公司的运行效率和服务质量，所以我们一般使用准点率来衡量承运人运输效率和运输质量。准点率，又称正点率、航班正常率，是指航空旅客运输部门在执行运输计划时，航班实际出发时间与计划出发时间的较为一致的航班数量与全部航班数量的比率

下表2-1是我国2006年至2011年的年度航班延误统计情况，可以看出航班的正常率普遍高于80%，而这一数据明显高于43家国际主要航空公司的航班平均准点率%[1]：

表2-1年度航班延误统计情况