基于優(yōu)基數(shù)求和法的客艙布局評估

周　健，蔣欣欣

（1.上海飛機設(shè)計研究院，上海　201210；2.南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院，南京　211106）

基于優(yōu)基數(shù)求和法的客艙布局評估

周健1，蔣欣欣2

（1.上海飛機設(shè)計研究院，上海201210；2.南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院，南京211106）

為提高航空公司競爭力，優(yōu)化服務(wù)質(zhì)量，在分析飛機客艙內(nèi)飾和布局的基礎(chǔ)上，給出客艙布局的評價指標(biāo)，建立航空客機客艙布局選型模型；然后根據(jù)各個指標(biāo)的特點，同時結(jié)合多屬性決策方法，給出了一種優(yōu)基數(shù)求和法對選型模型進(jìn)行求解，確定優(yōu)化選型方案。最后通過實例驗證，表明本文模型和方法的有效性和可行性，為航空公司的客艙布局工作提供一定的參考。

客艙布局；評價體系；多屬性決策；優(yōu)基數(shù)求和法

隨著中國航空運輸業(yè)的快速發(fā)展，航空運輸量急劇增加，航空公司業(yè)務(wù)量也迅速擴大，競爭日益激烈。無論何種規(guī)模的航空公司，飛機是實現(xiàn)旅客差異化服務(wù)的重要載體，而飛機客艙布局的設(shè)計及構(gòu)造是各航空公司在激烈市場競爭中獲勝的法寶，如何對飛機客艙的內(nèi)飾和布局進(jìn)行安排，從而增加航空公司的運營效益，成為航空公司關(guān)注的重點問題。飛機客艙布局被定義為，飛機客艙內(nèi)各種艙位的安排以及每種艙位具體配備的設(shè)備數(shù)目和擺放位置。而飛機客艙設(shè)備主要包括座椅、廚房、洗手間、娛樂系統(tǒng)及應(yīng)急設(shè)備等。飛機客艙布局的設(shè)計及設(shè)備配置，是航空公司產(chǎn)品設(shè)計部門工作的重點，也是航空公司市場營銷和戰(zhàn)略競爭的一個重要方面，是決定飛機運營及維護(hù)成本高低的關(guān)鍵過程［1-6］。飛機客艙布局及設(shè)備選型是航空公司根據(jù)本公司的市場定位、戰(zhàn)略發(fā)展要求、航線網(wǎng)絡(luò)布局、旅客服務(wù)需求及競爭環(huán)境，為新引進(jìn)的飛機及對舊飛機的客艙改裝所使用的產(chǎn)品及設(shè)備，主要包括廚房、洗手間、娛樂系統(tǒng)、座椅、電源、應(yīng)急設(shè)備等硬件設(shè)備，以及地毯、門簾等裝飾材料，是一項包含技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性在內(nèi)的較為復(fù)雜的工作。在該設(shè)計過程中還涉及到經(jīng)濟(jì)性、舒適性、技術(shù)性以及安全性分析等，以保證良好的布局效果，提高旅客的舒適度和滿意度［7-8］。

客艙布局的差異會影響到航空公司營銷成本和收益的變動，進(jìn)而影響到公司的長期利益，因此飛機客艙布局的選擇與設(shè)計，是影響航空公司投資決策的重要項目之一。飛機客艙設(shè)備布局與設(shè)計一般可分為以下幾步［9-12］。

1）市場調(diào)研分析航空公司進(jìn)行客艙布局設(shè)計的首要步驟是市場調(diào)研分析。首先，要對不同航空公司相同機型的飛機客艙布局和設(shè)備基本配置進(jìn)行調(diào)研與分析，找出布局的優(yōu)缺點；其次，明確該飛機機型在本航空公司的市場定位和所屬航線網(wǎng)絡(luò)及航線特征，對客戶需求進(jìn)行深入調(diào)研與了解，進(jìn)一步確定艙位等級及數(shù)量，從而明確客艙布局設(shè)計。

2）分析預(yù)測收益不同的客艙設(shè)備布局，由此帶來的收益也不同。航空公司需要從收益管理的角度出發(fā)，通過數(shù)學(xué)模型計算和預(yù)測未來收益，從而從備選的布局方案中選擇出最佳方案。

3）客艙設(shè)備功能分析了解飛機制造商對于飛機特征的說明及飛機的原始功能區(qū)，即客艙設(shè)備的安裝區(qū)。此外，航空公司也應(yīng)根據(jù)客機的市場地位和營運要求，分析客艙布局所應(yīng)具備的主要功能。

4）飛機最大業(yè)務(wù)載重分析飛機的最大載重量涉及到規(guī)定的飛機最大起飛重量、最大著陸重量，最大無油重量的限制以及飛機自身重量，起飛重量及航段耗油重量，飛機最大業(yè)載限額等因素的制約。而這些指標(biāo)的測算所需專業(yè)性較高，因此需要運控部門、技術(shù)研發(fā)部門等多個部門共同參與，制定符合標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值，從而確保飛機的安全性。

5）最終確定客艙布局 綜合市場調(diào)研、收益預(yù)算、設(shè)備功能、飛機重量及業(yè)載等一系列分析后，最終確定客艙布局。

1　評估模型的建立

在飛機客艙布局影響因素分析的基礎(chǔ)上，給出了客艙布局的評估指標(biāo)及參數(shù)。從客艙布局的經(jīng)濟(jì)性、舒適性、維修性及安全性4個方面進(jìn)行評估。評估指標(biāo)如表1所示。

表1　客艙布局評估指標(biāo)Tab.1　Cabin layout evaluation indices

客艙布局評估模型將從經(jīng)濟(jì)性、舒適性、維修性及安全性4個1級指標(biāo)進(jìn)行評估。而1級指標(biāo)又細(xì)分為收益、成本等多個2級指標(biāo)定量計算，具體的計算如下。

1）經(jīng)濟(jì)性包括收益和成本等要素。其中，凈利潤（每次飛行的收入）的計算公式為

2）舒適性包括客座間距、桌椅寬度、過道寬度、衛(wèi)生間、娛樂設(shè)備、廚房設(shè)備及艙門等要素。

客座間距計算公式為

衛(wèi)生間人數(shù)比的計算公式為

其中：N衛(wèi)生間表示衛(wèi)生間的總數(shù)；ts表示總的座位數(shù)。娛樂設(shè)備人數(shù)比的計算公式為

其中：N娛樂設(shè)備表示各種娛樂設(shè)備的總數(shù)。

廚房設(shè)備人數(shù)比的計算公式為

其中：N廚房設(shè)備表示各種廚房設(shè)備的總數(shù)。

艙門比計算公式為

其中：tpn表示總的艙門數(shù)。

3）維修性維修性有2個評價指標(biāo)：維修間隔、維修時間。維修成本在經(jīng)濟(jì)性中已考慮，其中nd為設(shè)備種類，即

4）安全性 將0、1變量引入到對安全性指標(biāo)的評價中，則

在客艙布局安全性設(shè)計中，將飛機的適航性作為安全性的最低標(biāo)準(zhǔn)。在飛機制造商提供的選型手冊中，一般情況下會提供4～5種客艙布局方案供客戶選擇。所提供的各個方案都滿足CAAR和FAA適航規(guī)章要求，但各個方案的通道寬度、應(yīng)急出口配置及適航取證風(fēng)險不同，即安全裕度存在差異。

2　基于優(yōu)基數(shù)求和法的算例分析

優(yōu)基數(shù)求和法是一種求解基數(shù)型多屬性決策的方法，主要用于各屬性在問題中具有不同重要性的情形。其指導(dǎo)思想是：（優(yōu)基數(shù)）“總和求好”。求解過程為：將每一行可行方案的所有屬性狀況轉(zhuǎn)換并規(guī)范化成用定量表示的優(yōu)基數(shù)，得到優(yōu)基數(shù)矩陣和各方案的優(yōu)基點然后依據(jù)各屬性在問題中的重要性，分別賦予相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)（較重要的屬性賦予較大的權(quán)重，較次要的賦予較小的權(quán)重）；最后，將每個方案關(guān)于各屬性的優(yōu)基數(shù)依次乘以對應(yīng)的權(quán)系數(shù)后再求和，以加權(quán)優(yōu)基數(shù)之和的大小作為方案的綜合擇優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)［13］。

國內(nèi)某家航空公司根據(jù)需求分析，要引入B878客機，波音公司于選型手冊中給出了4種客艙布局方案供客戶選擇，采用優(yōu)基數(shù)求和法來確定哪一種方案最適合于該公司。4種布局方案的示意圖如圖1所示。

圖1　4種客艙布局方案示意圖Fig.1　Sketch of four cabin layout schemes

根據(jù)波音公司提供的B787選型手冊，得到4種方案的具體參數(shù)如表2所示。

表2　4種方案具體參數(shù)表Tab.2　Concrete parameters of four schemes

根據(jù)式（1）計算每個航班總收益：方案1的收益為

根據(jù)式（3）計算客座平均間距：方案1的客座間距為

根據(jù)評價指標(biāo)計算公式，可計算出相應(yīng)平均指標(biāo)的值，如表3所示。

根據(jù)表3各個評估指標(biāo)的確定值，采用優(yōu)基數(shù)求和法對方案進(jìn)行評估。假設(shè)4種優(yōu)化方案分別為x1，x2，x3，x4，5個目標(biāo)函數(shù)分別為A1，A2，…，A5，令

表3　4種方案平均指標(biāo)表Tba.3　Average indces of four schemes

則定量化數(shù)值矩陣為

對于求最小和最大的目標(biāo)函數(shù)，其優(yōu)基數(shù)的計算如下

其中：m為供選方案的個數(shù)，k為目標(biāo)函數(shù)的個數(shù)，即m=1，2，…，4，k=1，2，…，5。計算可得優(yōu)基數(shù)矩陣為

現(xiàn)設(shè)各個評估指標(biāo)的權(quán)系數(shù)依次為0.26、0.18、0.18、0.18、0.2，按式（11）對優(yōu)基數(shù)進(jìn)行加權(quán)求和排序

由于該4種方案均滿足適航安全性要求，所以有S=1。進(jìn)而可得

由于u4＞u1＞u2＞u3，因此，方案4是該權(quán)系數(shù)下的最優(yōu)方案。此外，決策者可根據(jù)公司的實際情況改變各評估指標(biāo)的權(quán)系數(shù)，從而選擇滿足需求的選型方案。

3　結(jié)語

民用客機客艙布局和設(shè)計是飛機引進(jìn)工作的重要內(nèi)容，是節(jié)約航空公司運營成本的重要途徑之一。本文首先對客艙布局的影響因素進(jìn)行了分析，然后構(gòu)建了可準(zhǔn)確度量和計算的客艙布局評價指標(biāo)體系，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、舒適性、維修性及安全性4個評估指標(biāo)，并給出了相應(yīng)指標(biāo)的計算方法，建立客機客艙布局評估模型，采用綜合評價的優(yōu)基數(shù)求和法對模型進(jìn)行求解。最后，通過B787的4個客艙布局的評估方案，證明了該方法的正確性和有效性。優(yōu)基數(shù)求和法不僅適用于小樣本數(shù)據(jù)，也適用于含有多個評價指標(biāo)的多個評價對象。同時可以結(jié)合權(quán)重分析方法，進(jìn)一步提高評價方法的正確性。

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（責(zé)任編輯：楊媛媛）

Cabin layout evaluation based on optimal cardinal number summation method

ZHOU Jian1，JIANG Xinxin2
（1.Shanghai Aircraft Design and Research Institute，Shanghai 201210，China；2.College of Civil Aviation，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing 211106，China）

In order to improve the competitiveness of airlines and optimize their service quality，the evaluation indices of cabin layout is given basing on the analysis of aircraft cabin decoration and layout and the model of aircraft cabin layout is established.According to the characteristics of each index，and combined with multiple attribute decision-making method，the optimal cardinal number summation method is applied to solve the model.Finally the optimal selection scheme is determined.Experiment and verification prove the validity and feasibility of the model and method，providing reference for airline's cabin layout.

cabin layout；evaluation system；multi-attribute decision-making；optimal cardinal number summation method

C934；V223

A

1674-5590（2016）03-0009-04

2015-09-24；

2015-12-07基金項目：國家自然科學(xué)基金項目（71573122，71303110）

周健（1975—），男，上海崇明島人，高級工程師，學(xué)士，研究方向為飛機產(chǎn)品客戶化.