数学建模

一、问题重述
中国的航班延误最严重,国际上航班延误最严重的10机场中,中国占了7个。其中包括上海浦东、上海虹桥、北京国际、杭州萧山、广州白云、深圳宝安、成都双流等机场。
1、上述结论是否正确
2、我国航班延误的主要原因
3、有什么改进措施
二、问题分析
2.1 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。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,对航班延误的原因进行初步的分析。
2.2问题二的分析
问题二要求我们分析航班延误的主要原因。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主要原因。
2.3问题三的分析
问题三要求提出航空公司及乘客应对航班延误的策略(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。
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三、问题假设
1、假设收集到的数据真实可靠;
2、假设各国各国航空公司飞机的航班都是互不影响,相互独立的。
3,、假设航班延误不是由机乘人员引起的;
四、模型的建立
()问题一的分析与处理 
上图中数据来自flightstats近三十天航班取消与延误情况,可知中国航班延误较多,其中中国南方航空公司、东方航空公司延误最为严重。由第二栏到达机场时间数据可知,上海浦东、虹桥等七个机场航班延误较严重。由此推断,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阿尔法氨基酸,此结论是正确的。
()针对问题二的分析与处理
一般地,航班延误是指航空器的起飞或着陆时间晚于预期或计划时间,但是这个时间不是机票上标明的时间,机票上标明的是离站时间,是指航班旅客登机后,关机门的时间,正常情况下,飞机从关门到起飞还需要一段时间准备,才能起飞离地,一般为15分钟。在15分钟之内起飞为正常航班,超过15分钟为非正常航班,非正常航班不等于航班延误,那么航班延误的基本内涵是“超过了合理时间”。这个合理时间的鉴定是根据所在机场的长期流量结合实际情况得出,在大型的枢纽机场一般为中国古典舞身韵组合30分钟,中小机场为15分钟。通过了解航班的整个运行过程,可以更形象地了解航班延误的发生,飞机完成一次航班任务需要经历推出开车,地面滑行,起飞,爬升,巡航,着陆等多个阶段,图2是一个完整的航班运行图:电子技术应用
2 航班运行阶段图
过站阶段:飞机在这个阶段上客,补充食物,根据签派员的工作增加航油,冬天还有除冰或者喷洒除冰剂等。
滑行阶段:飞机在完成前期准备后,机务人员对飞机地面的勤务工作进行最后检查,检查
完后签字放行飞机,机组在受到空管部门的滑行指令后滑到跑道头排队等待起飞。
起飞阶段:在完成起飞前的全部检查之后,机组向管制员申请进入跑道起飞,飞行员操纵飞机进入跑道后加速滑跑,在满足一定条件后起飞。
爬升阶段:飞机起飞离地后爬升一定高度进入机场的离港程序,这个高度成为起始爬升高度,这个阶段则为爬升阶段,之后继续爬升。
巡航阶段:飞机在指定的导航定位点达到指定的高度后,从爬升阶段变成巡航阶段,这个阶段飞机速度和高度基本保持不变。
乳糜血下降阶段:在飞机降落前某一个时间段,一般是半个小时,飞机要调整速度与姿态,降低高度,以便于着陆。
进近阶段:飞机在次阶段做着陆的最后准备,包括调整速度,姿态,切盲降点,进入着陆最后阶段。
着陆阶段:飞机通过调整速度与姿态,机长操纵飞机对准跑道,最后着陆。
下客阶段:飞机在地面着陆在指定停机位置下机时,乘务员开舱,旅客下机。上述的10个阶段可以完整的包含一次航班的所有工作,在这当中的任意一个环节都可能诱发航班延误。
据民航发布的数据显示:2010年是中国民航延误比较严重的一年,国内航班延误率达25.5%,航班取消率也高达3.2%。而这两个数据在2009年分别是19.8%和2.4%。航班延误的时间越来越长,旅客在机场或者机舱等待的时间也越来越长。2009年,航班延误的平均时长是30.8分钟,旅客机上等待时间是24.5分钟;太阳赤纬角2010年,数据则上升为32.7分钟和26.3分钟。当遇到雷暴,冰雹等恶劣天气或突发状况时延误甚至可达4个小时及其以上,枢纽机场的航班延误越来越严重。
总体来讲,航班延误是一个比较复杂的问题,受到很多因素影响,通常的航班延误原因分类有六类,见表 1:而当航班延误发展了一定情况下,对民航运输业的影响就产生了。
根据统计资料,造成国内航班延误的最重要原因是天气和航空管制。
(1) 天气原因
天气因素是造成航班延误的重要原因之一,因天气因素具有随机性和不可控制性因使得延误难以精确地预测,恶劣的天气不仅仅是大风、大雪、大雨、大雾等极端天气现象,实际上天气因素绝不仅仅是指目的地机场的天气状况不好而不够当班机长的降落标准,而还应该包括出发地机场天气状况低于机场最低运行标准,飞行航路上雷暴云不宜飞越等。
一般地讲,航班飞行,特别是跨区域飞行应要考虑的天气因素包括以下几个方面:起飞机场的天气是否低于机场最低运行标准(能见度、低空云、雷雨区、强侧风、顺风风速);目的地机场的天气状况这其中包含备降场;巡航阶段航路上的云的实况(这里主要关注雷暴云);机组的技术等级、分析和利用机载雷达对当前天气状况和趋势做出决定性的决策的能力;飞机机型、机载雷达设备和除冰设备等。
1 航班延误因素分类
在飞机起飞、降落和空中巡航的各个阶段都会受到气象条件的影响,风、气温、气压都是影响飞行的重要气象因素。地面风的风向和风速都会直接影响飞机的操纵以及机长的决策,高空风会影响飞机在航线上的飞行速度和耗油量。在一定的系数范围内,发动机推力和气温高低呈反比关系,气温越高,发动机推力越小,气温的变化可以直接影响空速表所代表的指示空速,气温偏高使得飞机起落滑跑距离变长,气压变化会使得飞机的高度表误差偏大,不利于飞行员对飞机定位,极端天气往往直接威胁飞行安全。[1]
根据川航高原航班飞行的统计资料,20053月~20062月,在考察川航所有延误航班数据中,由天气原因引起的航班延误的比例约为34.6%,共计305次,统计资料显示引起延误的天气因素主要是极端天气如雷暴,暴雪等等。[2]
恶劣的天气(例如:雷暴、大风、冰雹、大暴雨、台风等)往往能使机场或者空域的容量骤然下降,管制员为了保证飞行安全,常常实施流量控制,直接造成机场航班下降减少。现行的空中交通管理系统和空域容量之间联系紧密,容量的降低将导致航路拥堵和航班的延误:
(2) 机场地面延迟
机场跑道是航班的起降点,在航空运输中起着绝足轻重的作用。当恶劣天气在机场发生时候,往往产生延误传播。[3]因此,在双流国际机场起飞的飞机很有可能影响到北京飞往纽约的航班,造成机场地面延误主要有以下情况:
风:不可预知的风向和风速突然变化往往会使得飞机无法起飞,尤其是当出现低空风切变或者微下击暴流时,风速或风向瞬间变化较大,严重影响飞行安全。飞机只能停在地面上,意外的进港和离港延误产生。
低能见度:大雾、阴霾、吹雪、扬沙等天气使得能见度或跑道视程降低,影响起飞着陆。塔台管制员无法识别起飞飞机的准确方位,需要增加飞机之间的间隔以保证安全。机长获得同处于滑行道上的飞机的准确信息更加困难,从而降低滑行速度,管制员需要提供更多的引导,增加了管制员工作量,造成了滑行效率降低,产生滑行延误。
跑道或飞机污染:飞机起飞的升力来自机翼,当机翼或者飞机的操纵面积雪后需要清除,这需要消耗财力和时间。湿滑的跑道会降低飞机的刹车效率和方向操纵性能。飞机占用跑道时间过长,排队起飞的飞机等待时间变长;快速脱离道不能使用等都是跑道污染带来的不良后果,从而降低滑行道的利用效率,相应地,降低了航班着陆率。
(3) 进近延误
终端区的强对流云或雷暴直接影响机场实时容量,严重时造成离港飞机无法起飞或进港飞机无法着陆。
强对流云:机场周围或机场上空强对流云将直接影响机场的离港流和进港流,在对流云尺寸较小,管制员可以通过天气雷达完全识别对流云对飞行的影响范围时,管制员指挥飞机改变路线绕飞。当强对流云尺寸比较大的时候,为了确保完全,管制中心将做出流量控制的决策。这增加了离港飞机在地面等待的时间,同时造成航班延误。

本文发布于:2024-09-22 08:31:25,感谢您对本站的认可!

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