（交通运输规划与管理专业论文）竞争环境下航空公司收益管理舱位控制问题的研究.pdf

南京航空航天大学硕士学位论文 i 摘 要 收益管理是航空公司科学管理方法研究的热点， 舱位控制在航空收益管理中 占据着核心地位。由于传统的舱位控制并不考虑竞争这个重要因素，因而使得国 内航空公司引进的收益管理系统往往不能发挥出应有的作用。 本文从竞争角度出 发，重点研究了竞争环境下舱位控制的相关问题，以下为本文的主要内容： 一、详细阐述了收益管理的产生、发展、研究内容以及研究的意义，重点介 绍了竞争环境下收益管理研究的内容及研究现状， 尤其是竞争环境下的舱位控制 问题。 二、当一条航线上有多家航空公司共同经营时，一家航空公司的舱位安排不 但会影响自身的收益，而且也会影响其它航空公司的收益。本文结合国内航空市 场的特点，将博弈论中的纯战略纳什均衡引入到舱位控制模型之中，随后利用实 例分析了单航节航线上博弈模型的可行性， 并给出了竞争环境下两航节航线上舱 位的控制策略。 三、 本文在两航节航线舱位显式均衡解的基础之上， 分析了飞机商用座位数、 旅客需求转移率、旅客需求量三个因素对于舱位显式均衡解的影响，并给出了舱 位的调整策略。最后对显式均衡解仿真研究并分析了国内航空市场的现状。 关键词：收益管理，航空市场，舱位控制，纳什均衡，竞争，博弈模型 竞争环境下航空公司收益管理舱位控制问题的研究 ii abstract revenue management is the hotspot of scientific management method and seat inventory control, which is at the core of airline revenue management. as the traditional seat inventory control fails to include the factor of competition, which is very important in seat inventory control, the revenue management system introduced from overseas usually can not be applied efficiently. this thesis focuses on the study of the competition- related seat inventory control, mainly including the following aspects: first, the origins, development, research contents and significance of revenue management are introduced. emphasis is placed on the contents and development of revenue management, especially on the competition- related seat inventory control. second, when there are several airlines on the same flight route, a seat arrangement by an airline will influence not only the income of the airline oneself, but also that of other airlines. based on the characteristics of the local airline market, this thesis applies purely strategic nash equilibrium, which is derived from game theory, to the seat inventory control model, then analyzes the feasibility of the game model on a single route with examples, and works out the seat inventory control policies for the transit flights. third, on the basis of the explicit equilibrium solution, this thesis analyzes the influences by three factors: seating capacity, demand transfer rate, and passenger demand. and then it puts forward the adjustment strategy. finally, through an imitating research on explicit equilibrium solution, this thesis makes a thorough analysis of the conditions of local aviation market. key words：revenue management, airline market, seat inventory control, nash equilibrium, competition, game model 南京航空航天大学硕士学位论文 v 图、表清单 图 2.1 舱位水平竞争博弈模型原理.14 图 2.2 民航总局与航空公司支付矩阵.15 图 3.3 两航节航线航空公司舱位控制算法流程.33 图 4.1 需求转移率 1 与 ?1的关系.38 图 4.2 需求转移率 2 与 ?3/?2的关系.39 图 4.3 需求转移率 1 与均衡值 1 11 c对 1 求偏导数的关系.40 图 4.4 需求转移率 2 与均衡值 2 31 c对 2 求偏导数的关系.42 图 4.5 需求转移率 1 与均衡值 1 11 c对 d1求偏导数的关系.43 图 4.6 需求转移率 1 与均衡值 1 11 c对 d2求偏导数的关系.44 图 4.7 需求转移率 1 与均衡值 1 31 c对 d3求偏导数的关系.46 图 4.8 需求转移率 1 与均衡值 1 41 c对 d4求偏导数的关系.47 图 4.9 显式均衡解仿真图 1.52 图 4.10 显式均衡解仿真图 2.53 图 4.11 显式均衡解仿真图 3.53 图 4.12 显式均衡解仿真图 4.54 图 4.13 显式均衡解仿真图 5.54 表 1.1 论文章节安排和主要内容.4 表 3.1 两家航空公司两种票价下旅客的需求量.21 表 3.2 两家航空公司航班实际收益.21 表 3.3 两家航空公司航班实际收益与博弈模型中收益的比较.22 表 4.1 显式均衡解数目与无显式均衡解数目仿真对比.52 承诺书 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立 进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容 外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本 论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体， 均已在文中以明 确方式标明。 本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件， 允 许论文被查阅和借阅, 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本承诺书) 作者签名： 日 期： 南京航空航天大学硕士学位论文 1 第一章 绪 论 1 . 1 选题背景 收益管理（revenue management, rm）是指以合适的价格将合适的座位卖给 合适的旅客，以达到收益的最大化。收益管理的思想最早应用于航空运输领域， 并且获得了巨大的成功。目前，收益管理已经渗入到铁路、宾馆、金融等行业之 中。成功应用收益管理的美利坚航空公司在其 1987 年的年度报告中，首次将收 益管理定义为 “在合适的时间将合适的产品以合适的价格销售给合适的顾客” 1。 收益管理与常旅客计划以及全球分销系统已经成为航空公司之间竞争中最为关 键的技术手段，据统计世界上 1500 家航空公司中有十分之一的航空公司均已采 用收益管理系统，1997 年，世界排名前 20 的航空公司几乎都运用了收益管理系 统。收益管理已经成为了航空公司增加收益，提高竞争力的重要工具。 虽然收益管理的理论思想和应用领域已经得到了广泛的认可， 但是由于国内 引入收益管理思想起步比较晚，收益管理在我国并没有得到很好的实施，很多航 空公司仅仅把它作为一种统计和分析的软件，这无疑是对资源的极大浪费。据麻 省理工学院航空运输实验室通过的仿真试验发现， 假如只有势均力敌的两家航空 公司在一条直达航线上竞争，市场需求系数为 90%，如果只有一家航空公司采用 收益管理，那么这家航空公司将取得 8.2%的收益增长，而竞争对手则下降 1.4%， 市场整体收益增长 3.4%；如果两家航空公司都采用收益管理，各自的收益增长 非常近似，市场整体收益增长 8.3%。如果国内不能有效的实施收益管理，那么 在与国外航空公司竞争与合作中必然会处于劣势一方， 这样不但不利于航空公司 自身的经营和发展，而且势必会对国内航空市场造成恶性的冲击，因此如何有效 地实施收益管理已经成为国内航空公司目前不得不面对的问题了。 航空公司的舱位控制是收益管理的核心问题。其理论研究已经相当的成熟， 其中最为著名的是peter p. belobaba于1987年在他的博士论文中提出的期望边际 座位收益（emsr）理论。由于它简单易懂，容易实现，使得这一方法迅速为航 空公司所采用，并且为众多的航空公司带来了巨大的收益。但是传统的收益管理 总是从公司自身收益的角度出发，很少考虑竞争对手的情况，这在市场完全垄断 的时候是可行的，但是这与国内市场的特点是不相符的。我国航空公司均采用中 航信的系统，一家航空公司的舱位布局不仅会影响自身的收益，同样也会影响其 它航空公司的收益， 因此考虑竞争环境下舱位控制技术对航空公司以及国内民航 竞争环境下航空公司收益管理舱位控制问题的研究 2 管理者都有着实际意义。 竞争环境下舱位控制技术是理论发展的需要。 收益管理中舱位控制技术的理 论和实际应用已经相当的成熟了，但是基本上所有的研究都忽略了竞争这个因 素，这也是国内航空公司引入的收益管理系统不能很好发挥作用的原因之一，因 此，在现有的舱位控制理论基础之上结合我国航空市场的特点，对研究竞争环境 下的舱位控制技术具有重要作用。 竞争环境下舱位控制技术是航空公司发展的需要。 实施收益管理能够给航空 公司带来收益， 这早已为业内人士所认同。 在我国加大开放、 深化改革的环境下， 如何更好的提高国内航空的竞争力已成为国内航空公司的一件大事。 同时航空业 也面临着铁路和公路强有力的挑战，铁路第六次提速以及省际高速公路的修建， 使得航空运输速度快的优势不再明显。 有效的实施收益管理已经是航空公司不得 不考虑的大事。但是要使收益管理发挥出潜在的优势，就必须把符合国内航空运 输市场的一些实际情况考虑进去， 竞争环境下考虑舱位控制技术是收益管理是否 能有效实施的关键之一。它不但能实现航空公司双赢的局面，而且也能有效地避 免票价过低、运力过剩的局面，有助于国内航空市场有序、繁荣的发展。 1 . 2 研究内容概述 本文主要研究内容包括收益管理研究综述，竞争环境下的舱位控制，国内实 施收益管理的博弈分析三方面。具体的研究内容有： 1 、收益管理研究综述 简述收益管理的发展历史、研究的内容以及今后的研究发展方向，重点介绍 了竞争环境下收益管理研究的内容及研究现状。 2 、竞争环境下的舱位控制 传统收益管理研究集中于从公司自身收入的角度考虑舱位控制策略， 对竞争 对手的影响讨论较少。本章首先介绍国内航空市场的特点，分析竞争环境下考虑 舱位控制技术的必要性和实际意义，然后将博弈论引入到舱位控制技术之中，分 析了单航节航线和两航节航线的舱位控制技术。在单航节航线上，我们给出了两 家航空公司的期望收益，并利用航空公司实际的数据分析了博弈模型的可行性。 在两航节航线上，我们通过讨论低票价舱位所提供的座位数与旅客需求量的关 系，给出了八种不同的博弈模型，通过分析与求解模型，我们给出了舱位的控制 策略。最后通过对两种航线上舱位控制模型的进一步分析，给出了多航节航线上 舱位的博弈模型。 3 、国内航空公司实施收益管理的博弈分析 南京航空航天大学硕士学位论文 3 分析目前航空公司之间竞争的主要手段， 给出了目前航空公司恶性竞争的解 决办法。然后在两航节航线舱位显式均衡解的基础上，分析了影响航空公司收益 的因素，并且对这些因素逐个剖析并给出舱位的调整策略。最后通过舱位显式均 衡解的仿真研究，更加直观的了解票价、飞机商用座位数、旅客需求等因素对于 显式均衡解的影响，同时以此分析了国内航空市场的现状。 4 、总结与展望 总结本文的研究工作，分析取得的成绩和存在的不足，指出需要进一步研究 的方面。 1 . 3 论文技术路线与论文结构 本论文是在对航空公司的实际调研与大量文献、 书籍的阅读中产生和发展起 来的，现在将本文研究的技术路线总结如下： 1、通过阅读博弈论的书籍，理解了静态博弈理论。 2、通过阅读运筹学的书籍，熟悉了线性规划、非线性规划、多目标线性规划以 及多目标非线性规划，并能利用软件对上述这些规划问题进行求解。 3、通过对航空公司计划收益分析室的调研，了解航空公司在对舱位设置过程中 所采用的理论和实际操作过程，其中包括舱位的开放、关闭等。 4、阅读大量的文献资料，充分借鉴国内外收益管理先进的理论成果，熟悉国内 航空旅客市场的消费行为、航空旅客市场的特点。 5、结合国内航空旅客的消费行为，航空旅客市场的特点等因素，给出单航节航 线与两航节航线上两家航空公司舱位控制的竞争博弈模型。 6、通过计算机软件对模型进行求解，并利用实例分析模型的可行性，并给出航 空公司舱位控制的算法。 7、通过对单航节航线、两航节航线博弈模型的分析，进而对竞争环境下航空公 司舱位控制模型进行推广。 8、在博弈模型解的基础之上，分析影响航空公司收益的因素并给出舱位的调整 策略。最后通过软件对博弈模型的解仿真研究，以此来分析国内航空市场的 现状。 通过上述分析，在确保论文论述的科学性、连续性、严整性以及条理性的基 础上，将本文分为五个章节来进行论述，具体安排见表 1.1。 竞争环境下航空公司收益管理舱位控制问题的研究 4 表 1.1 论文章节安排和主要内容 章 节 主要内容 第一章 绪论 1.1 选题背景 1.2 研究内容概述 1.3 论文结构 介绍论文的选题背景，概述 了论文的研究内容和结构。 第二章 收益管理研究综述 2.1 收益管理的起源和发展 2.2 航空收益管理研究的内容及意义 2.3 航空收益管理研究的发展方向 2.4 竞争环境下航空收益管理研究现 状 阐述收益管理的发展历史、 研究的内容以及今后的研究 发展方向，重点介绍了竞争 环境下收益管理研究的内容 及研究现状。 第三章 竞争环境下的舱位 控制 3.1 国内航空市场的特点 3.2 竞争环境下舱位控制的必要性 3.3 单航节航线的舱位控制模型 3.4 两航节航线的舱位控制模型 3.5 舱位控制博弈模型的推广 3.6 本章小结 分析国内航空市场的特点， 阐述了研究竞争环境下舱位 控制的必要性及意义，研究 了单航节航线和两航节航线 上的舱位控制技术，最后给 予模型一定的推广。 第四章 国内航空公司实施 收益管理的博弈分 析 4.1 国内航空公司竞争方式分析 4.2 舱位控制的博弈分析 4.3 显式均衡解的仿真研究 4.4 本章小结 分析国内航空公司的竞争方 式，从两航节航线上的显式 均衡解的角度，分析了影响 航空公司收益的主要因素， 以此给出了舱位相应的调整 策略。最后通过显式均衡解 的仿真研究，分析了国内市 场的现状。 第五章 总结与展望 5.1 本文总结 5.2 研究展望 对全文进行总结，指出模型 的优缺点，探讨今后可以继 续研究的方向。 南京航空航天大学硕士学位论文 5 第二章 收益管理研究综述 本章首先从收益管理的定义，起源以及应用的领域入手，从整体上描述了收 益管理的概况。其次，不但分析了航空收益管理研究的主要内容，包括：预测、 超售、舱位优化控制、定价四个方面，并且讲述了实施航空收益管理对于航空公 司的实际意义，尤其是对于我国民航业的作用。随后，结合目前收益管理的主要 研究成果提出了航空收益管理以后研究的方向以及研究的内容。最后，结合本文 的研究内容，着重的阐述竞争环境下收益管理的研究现状，并分析了部分典型的 研究成果。 2 . 1 收益管理的起源和发展 收益管理(revenue management)是建立在旧的供求管理理论基础之上，随着 运筹学、经济学、市场营销、决策理论等科学理论和计算机信息技术的发展而发 展起来的一门新兴的学科。总的说来，收益管理应用有三个基本条件：应用条件 航空运输业的发展；理论条件运筹学与管理科学的发展；技术条件 计算机和网络技术的发展。三者平行发展推动了收益管理的发展2- 5。 收益管理起源于 1978 年美国民用航空部放松对价格的管制之后。 在此之前， 美国航空业是一个垄断经营行业并实行严格的标准票价规则， 其利润增长的主要 来源是控制经营成本和扩大经营规模。 该经营方式不仅造成航空运输资源的闲置 和航空经营的低效率，而且高额的单一票价体系阻碍了航空客户需求的增长。二 战后，技术的发展不但使得航空公司的运输能力迅速增长，而且同时也刺激了公 众旅行需求并降低了航空公司行业进入和运营成本，推动航空运输业发展，为打 破垄断实现自由竞争创造条件。1978 年 10 月 24 日美国政府为了促进航空领域 的自由竞争，提高航空业的经营效率签署了航空放松管制法，废除了政府对航线 和票价的所有管制。 以美国人民快递航空公司为代表的一些新兴的低成本小型航 空公司的进入，不但彻底改变了美国航空业的市场结构，而且加剧航空公司行业 之间的竞争。低成本战略成为小型航空公司参与市场竞争的重要手段。1981 年 美国人民快递航空公司采用成本效益策略以低于大型航空公司 50%- 70%的票价 吸引大量低端客户群，获得了许多潜在的市场。1984 年该公司的收入接近 10 亿 美元，获利 6 千万美元。虽然大型航空公司通过服务、品牌和信誉等竞争优势吸 引重视舒适和服务的高端商务乘客，但利润仍受到严重的侵蚀。1992 年 4 月的 竞争环境下航空公司收益管理舱位控制问题的研究 6 价格大战使航空业共损失 20 亿美元。而此间，美利坚航空公司采用收益管理的 经营思想，不仅在市场竞争中保住市场份额，而且当年还获得了 10 亿美元的额 外收益。美利坚航空公司成功经营案例使美国航空界认识到收益管理的重要性， 至此收益管理迅速发展起来。 另外，随着中心辐射枢纽航线网络的建立，代码共享和计算机网络通信等技 术的不断发展，收益管理也在不断的向前发展着。目前，收益管理已经不仅是航 空运输业增加盈利的有力武器，而且还是汽车租赁业、酒店，金融等许多行业的 营利模式。收益管理的思想已经渗入到其它服务领域之中。 2 . 2 航空收益管理研究的内容及意义 2 . 2 . 1 航空收益管理研究内容 在收益管理研究中，可以将收益管理的研究内容划分为预测、超售、舱位优 化控制和定价四个部分。 第一部分是收益管理的基础- 预测。预测是收益管理的首要问题。 早期对预测问题的研究主要集中于需求分布模型、旅客到达模型、历史数据 审核三个方面。 首先，旅客需求分布模型。beckmann与 bobkowski(1958)6为了研究超售， 就先分析了旅客乘机到达流的分布，在对比了泊松分布、负指数分布和 gamma 分布，认为 gamma 分布最符合旅客需求的特点。而 taylor(1962)7则采用了一种 基于经验的概率产生函数来描述同一问题， 并将该函数用于对最终登机旅客的预 测。lyle(1970)8则将系统的 gamma 分布和随机的泊松偏差估计结合起来，由此 推出整体的定座需求符合正二项分布，类似于 beckmann等人的结论。但是经验 研究认为，正态分布对需求分布的近似描述是比较符合实际情况的，考虑到中值 定理以及正态分布与泊松分布、二项分布之间的关系，这一点也是比较容易理解 的。 其次，旅客的到达模型。在需求分布的基础上，考虑定座的时间问题可形成 旅客到达模型，该模型主要用于理论研究，sanne(2002)9等人综合了旅客需求分 布模型之后， 给出了一种广泛采用的动态仿真模型 nhpp，该模型已被广泛地 应用于理论研究的仿真试验中。lee(2005)10在旅客需求服从泊松分布的基础之 上， 提出了一种旅客的到达模型， 并给出了模型的参数估计。 而 zickusze(2005)11 主要分析了旅客需求数据的检查和弥补对于旅客需求预测的影响。 最后，旅客历史数据的审核。随着收益管理技术的推广和信息技术的进步， 南京航空航天大学硕士学位论文 7 近年来对预测问题的研究则集中于对各个舱位等级最终定座需求的确定， 需求预 测问题包含了 3 个不同的层次： 针对航线的宏观市场预测， 针对旅客行为的预 测， 针对具体航班各个等级定座需求的微观预测。由于前两层预测包含了诸多 不确定因素，在实践中一般以定量因子的形式加入第三项的预测结果中，而微观 预测常用的预测技术有：回归分析(reg)、时间序列(tsm)、神经网络(nn)、旅 客选择模型(pcm)、增量法(additive)等。每一种方法又可采用多变量、自适应等 相关技术，甚至联合多种方法进行预测。 第二部分是收益管理最基本的方法- 超售。超售也是收益管理最早使用的方 法。 超售是指航空公司在飞机离港前出售的座位超过了实有的座位， 其目的是 为了减少空位损失。由于总存在部分订了座而未登机(no- show)或者在飞机离港 前又取消定座(cancellation)的旅客，这给航空公司带来了很大的经济损失。为了 有效的弥补这一部分损失，航空公司采取了超售这一策略。但超售是会带来了一 种潜在的风险，即当因超售而使部分旅客不能登机时(denied boarding)，航空公 司必须为此做出补偿。研究超售的目的就是为航班设一个最佳可售座位数，以期 在二者之间取得均衡。 研究超售问题的方法可以分为两类： 一类是静态方法， 还有一类是动态方法。 静态方法研究的目的是建立起飞时刻航班可售票的最大数量， 以控制拒绝登 机(db)的概率。这有些类似于随机规划的经典问题- 报童问题。在这方面 simon(1968,1972)，falkson( 1969) ，bierman 和 thomas(1975)12等都提出自己的 超售政策。国内的夏剑锋、李宗平(2006)50提出了基于二项式分布的超售模型， 并对仿真结果进行了数值分析，最后对模型进行修改，提出了考虑机场处理能力 的超售模型。由于航班可售票的最大数量随着航班起飞临近而不断变化，因此大 部分对于超售的研究，都是基于动态的旅客达到模式，而单纯的从静态的角度考 虑超售的研究较少。 动态方法是指将超售问题放入机票销售过程之中， 制订每天能够销售机票的 最大数量。kosten(1960)13提出了第一个连续时间的动态超售模型，之后 alstrup(1986)14将模型进行了改进，研究了双舱位的超售问题，并将理论在 scandinavian 航空公司的实践中进行了检验。 subramanian(1999)15等人研究了一 个包括订座取消和超售的多时段舱位控制模型， 构造了一个离散时间的马尔科夫 决策过程，用动态规划来研究结合超售的座位分配问题。feng、lin 和 xiao(2002)16运用矩阵函数理论求解随机微分方程组，得出包含退票的最优超售 策略。 竞争环境下航空公司收益管理舱位控制问题的研究 8 第三部分是舱位优化控制。舱位控制是收益管理的核心问题。舱位控制优化 主要分为航节优化和网络优化两大类。 在航节优化方法中分为静态优化方法和动态优化方法两类。 静态航节优化是指所有的研究均以低等级旅客先于高等级旅客订座为基础 的。littlewoods(1972)17年根据经济学的经典方法边际收益法，提出了期望 边际座位收益( emsr) 概念和基本规则。但是由于他的工作缺乏推理过程，没有 引起重视。belobaba(1987)18- 19在其博士论文中，发展了 littlewoods 的方法并给 出了严格的证明， 得到广泛的关注， 称为emsra方法。 之后van ryzin和mcgill20 等对emsra方法进行了完善， 称之为emsrb。 以后一些人围绕emsra或emsrb 进行多方面的研究。mcgill 与 brumelle(1990)21的工作成果非常突出，他们表 明在高低票舱位需求依赖关系存在中等程度的单调性时， 问题就是一个单调优化 停时问题。 动态航节优化是指当一个特定的订座请求到来时， 根据当前系统的状态来决 定是否接受该订座。lee 和 hersh(1993)22考虑了一个离散时间动态规划模型， 每个等级的需求服从非其次泊松过程。泊松过程引入了 markov过程无后效性的 特点，该方案可被表述为一系列的剩余座位和距离港的时段组成的关键值序列。 对每一个等级，关键值要么给出了一些最有的舱位水平，使得在特定的时段，该 等级的订座请求不再被接受；要么给出了一些最有的时段，在该时段之后，高于 特定舱位水平的订座请求不再接受。另外，kleywegt(1998)23等在研究动态随机 背包问题时指出，单航节座位分配可以看成是一个背包问题，通过设定随机到达 旅客的收益值和拒绝时的惩罚值，可以对该问题求解。但背包问题只考虑了同类 分布的订座请求，对各等级不同的分布并未作说明。此后，kleywegt 等人又研 究了处理批订座的情况。van slyke 和 young(2000)24则在此基础上考虑了各个 等级不同分布的情况。youyi feng与 baichun xiao(2000,2001)25- 26分别研究了一 个时间连续多票价舱位控制模型以及一个动态的座位控制模型， 并求出了它的最 优解。wen zhao 与 yu- sheng zheng(2001)27研究了一个包含旅客划分以及 no- shows 因素下的动态舱位控制问题。sharbel ei- haber 与 muhammad ei- taha(2004)49考虑了超售、订座取消率以及 no- show 三个因素，提出了两航 节航线上动态的座位存量控制模型。 随着枢纽航线网络的形成，网络优化方法是目前收益管理研究的重要领域。 网络优化方法一般采取数学规划和竞价两种办法。 在数学规划进行网络优化 时，一般把该问题看成是一个 pmp(probabilistic mathematical programming)23模 型并且利用近似的方法进行求解。竞价(bid- price)是嵌套控制策略的一种替代方 南京航空航天大学硕士学位论文 9 案。这种方案对每个航节都设定一个竞价，竞价等于航节上减少一个座位时的机 会成本。对于一个已确定行程的旅客， 只有当其愿付的票价高于行程所占用的 所有航节的竞价之和时， 其定座请求才能够被接受。但是竞价方法的缺点在于， 当一个 odf 开放且其票价高于机会成本时， 对该 odf 没有保护性的限制措施。 这可能使得航班上的多数旅客持有刚刚超过边际值的票， 对高等级的旅客缺乏有 效的保护。 第四部分是定价。定价问题在收益管理的研究中一直没有受到广泛的关注。 在九十年代之前，一般认为价格是由竞争性的市场决定，是一个外生的变量。不 同等级的子舱对应不同的价格，并且各子舱价格一旦确定就不再变化。因此定价 问题的研究一般与舱位控制问题结合在一起研究，专门单独的论述很少。ladany 和 arbel(1991)，gallego 和 van ryzin(1994,1997)28将机票价格看作一个连续变 化的变量，控制舱位数量的方法可以通过提高票价来限制对低票价的需求。 maglaras 和 meissner(2006)29提出了一种运用两层优化模型降低行动空间维数的 网络定价方法。 2 . 2 . 2 航空收益管理研究意义 收益管理的概念自 1995 年开始进入中国民航界，现在已成为民航界讨论的 热点。1996 年以后，中国航空运输市场发生了结构性的变化30- 32。首先，良好 的市场形势使各航空公司纷纷采取扩张政策，购进新飞机，航空运力得到了迅速 的提高，航空运力开始从以往的供不应求的局面向供过于求的方向转变。同时， 铁路、公路的运力也在迅速增长，尤其是铁路不断提速而不提价，吸引了部分旅 客。其次，旅客类型也发生了变化，休闲旅客和探亲访友旅客快速增长，其对价 格的敏感程度与以往占绝对优势的高票价旅客已有了明显的区别。第三，航空旅 客对价格变化也更加敏感。航空市场内外环境的变化，使航空公司面临巨大的挑 战，为了保持收入和利润的稳步增长，航空公司必须更加有效地运营，以更灵活 的价格来刺激需求。 统一的票价体制， 已经无法适应当今国际市场竞争的大环境。 而我国在 1998 年实行“一种票价，多种折扣”政策时，航空公司没有很好的理 解收益管理思想，便盲目打折，营销决策及航班座位控制人员将“座位多就放低 价舱，座位少就抬高价舱”这种简单的销售方式当作运作原则，从而导致行业内 经营失控的局面。可见，我国航空运输业急需实施收益管理。1998 年，上航推 行收益管理思想。仅经过半年，其收益水平就增加了 15%，其中上海- 北京的航 线尤为明显。南航在 2001 年仅超售收入就将近 1 亿元3。如今，越来越多的航 空公司意识到收益管理的重要性，积极地探索收益管理的思想与方法，进行收益 竞争环境下航空公司收益管理舱位控制问题的研究 10 管理系统前期准备工作。但与国外航空公司相比，国内市场的不规范、航空公司 在管理机制方面存在的差异、对收益管理理论理解的不透彻、计算机信息系统的 不完善、以及硬件环境的不同，都使得引进产品的使用有效性大打折扣。 尽管从 1999 年起，民航效益逐步好转，但可以看出这种成果主要是通过减 少民航建设基金，减少运力，控制航班以及严格管制票价取得的。效益形势仍不 容乐观，宏观调控措施没有及时到位，市场监管缺乏有效机制，效果不理想，航 班效益指标依然偏低。面对国内运输市场存在的主要问题，应用收益管理可谓是 对症下药33： 第一，有助于大大提高现有的落后管理水平。尽管我国民航机队可以说是世 界一流的，但是国内航空业的管理现实是“一流机队，二流设备，三流人才，四 流管理”管理仍处于手工作坊的原始阶段，与世界先进航空公司的差距至少为二 三十年，虽然不能说实施收益管理就能解决目前我国航空公司存在的所有问题， 但这是大力提高市场运营水平的关键步骤。 收益管理的意义不仅在于增加经济效益，还在于更新现有市场营销观念，提 高航空公司的客运管理水平，同时可通过提高人员素质，建立一个合理的组织机 构，形成一套高效运转的工作流程和具有明确责任的工作规范，从而提高现有的 整体管理水平，如果我们运作得好，虚心借鉴外航经验，5- 6 年就能基本赶上。 第二，有助于改善航空公司经济效益，企业提高管理水平的最终目的也是为 了增加收益。 收益管理所追求的实际上就是通过预测和优化的科学手段实现收益 最大化的目标。目前国内各航空公司的管理水平很低，因此通过提高管理水平所 能带来的经济效益的潜力是十分巨大的。 国内航空公司通过收益管理使收入增加 3%- 4%是很容易的。虽然这一百分比不算大，但对一个航空公司利润的影响却很 大，因为通过实施收益管理使航空公司的收益提高 3%- 4%所付出的成本很小， 所以这对扭转目前的亏损局面能产生相当大的影响。 第三，改变市场营销的思想，将重点放在散客上，而不是团体。国内航空公 司的国际航线团体旅客比率太大，除了这是亚洲市场的特点外，营销水平差也是 另一个主要原因。由于对未来各航线旅客需求没有预测，心中没有底，只好让低 价旅客团很早占据大量座位，晚订票的高票价散客却常常没有座位。而外国航空 公司因为有收益管理系统的预测，很早就将低价旅客团给拒绝掉，而将一定的座 位留给高价票散客。从某种程度上来说，正是由于自身管理水平差，国内航空公 司自己将高票价的散客推向了外国航空公司。 收益管理重视的是航班收入最大化，而不是客座率。因此需求改变市场营销 的思想，将重点放在抓高价票的散客上，而不是团体。团体旅客只是用来填空而 南京航空航天大学硕士学位论文 11 已，否则航空公司很难谈得上有效益。 第四，为市场营销提供科学依据。收益管理最主要的作用是对销售起决定性 的指导作用。外国航空公司由于内部操作规范，数据准确，系统可以全自动控制 航班。收益管理系统能准确预测出整个市场未来一段时间的旅客需求。系统使用 人员的日常主要工作实际上是根据系统的预测，调整运力，以获得最大利润。销 售人员根据系统预测及时推出各种促销措施。 德国汉莎航空公司利用收益管理系 统可以对所有航线进行为期一年的市场预测，其准确率达到 99%，因此可以及时 调整市场营销政策，在市场出现降价时，不会盲目。 第五，在目前国内航线航班单一票价体制下，航空公司实施收益管理仍然有 很大意义。收益管理是建立在多等级票价的基础之上的盈利手段，如果缺乏多舱 位等级票价，的确会影响其全部功能的发挥。但是，它的一些功能如超售对仅经 营国内航班的航空公司仍然可以带来收益的增长。从目前我们国内航班运营来 看，no- show的现象已经越来越普遍，许多航班的 no- show率已经达到 5%，为 了不使这部分座位虚耗掉，超售是个好方法。可是，超售必须建立在科学预测的 基础上，仅靠拍脑袋，只会使航班发生混乱的概率变得很高。从国内某大型航空 公司的国际航线 1996 年运营情况分析来看，如果超售做得好，当年可增加收入 2.3 亿元。 在市场经济的今天，由政府控制单一票价的局面是绝对维持不久的，精明的 企业家不应该把眼光局限于当前，而因着眼于未来。今后，一旦市场时机成熟并 再度开放票价，到时吃亏的将是那些管理依旧落后的企业。 2 . 3 航空收益管理研究的发展方向 收益管理发展到今天，由于实际需要，其研究内容越来越细化，研究方向逐 渐扩大。目前，收益管理的研究发展方向主要有以下几个方面： 一、竞争环境下的舱位控制 传统收益管理研究集中于从公司自身收入的角度考虑座位的存量控制或定 价策略， 对竞争对手的影响讨论较少， 这只在完全垄断或联盟的市场上是可行的。 但是目前国内航线大多数是在自由竞争的环境下由多家航空公司共同经营， 在国 内航空市场激烈的竞争环境下， 忽视竞争因素使得现有的舱位控制技术难以有效 的发挥作用， 因此从竞争的角度去考虑舱位控制技术是收益管理研究的一部分重 要内容。南京航空航天大学高强博士在竞争环境下结合国内航空市场的特点，分 析了点对点航线的舱位控制问题34- 35。 二、超售与舱位控制综合研究 竞争环境下航空公司收益管理舱位控制问题的研究 12 舱位控制和超售是收益管理的重要内容。由于历史上首先研究超售问题，然 后出现舱位控制问题，也由于研究上的困难，已有的研究成果多数将舱位控制和 超售分开研究。但由于舱位控制和超售是密切相关的，分开研究往往会导致航空 公司实际操作的矛盾和收益的减少，因此研究两者的综合建模问题是十分必要 的。南京航空航天大学的刘玮结合静态和动态的分析方法，综合研究了超售与舱 位控制的问题36。 三、需求非限化预测 需求非限化估计问题来源于实施舱位控制之后所产生的订座数据不能反映 真实需求量。为了保证需求数据的准确性，需要将订座数据还原为真实需求量。 这个问题与舱位控制之间存在着紧密的联系，是保证舱位控制准确的关键问题。 目前航空公司广泛采用收益管理的方法，将航班上经济舱的座位划分成多个 等级，对每个等级收取不同的票价。航空公司根据多年销售数据，掌握各个等级 的需求分布，就能够安排各等级舱位的投放量。但是从收益最大化的角度，航空 公司并不是完全根据需求来安排座位数的。因为飞机上的座位是有限的，将大量 座位分配给低价票将使总收入下降；分配过少将会在起飞时产生较多的空座，造 成座位的虚耗，同样造成总收入下降。因此航空公司必须优先考虑满足高价票的 需求，在保证高价票的需求的前提下满足低价票的需求。但是销售过程却是从低 价票开始，随着起飞时刻的来临，票价逐渐提升。这样就必须在低价票可销售的 数量上设置一个限度， 使低价票不能超过这个限度以保证后面到来的高价票的需 求得以满足。 因此，座位的销售是根据需求预测进行舱位控制的过程。根据这种控制产生 的实际销售数据，又成为以后预测的基础。这样所获得的数据并不能反映真实的 需求状况，需求量大于舱位限制数量的部分就产生了截断（truncation） 。由于这 种数据的缺损造成需求量平均值降低，容易造成低估需求量。这样的后果是使得 航空公司从长期意义上不能把握需求状态，扩大航线的运力投放。南京航空航天 大学的高强37 博士从国内的实际销售情况出发，提出了一种基于销售机制的非 限化估计方法。 四、消费者选择模型研究 传统收益管理模型的一个假设是顾客对某种产品等级的需求完全独立于供 方的销售策略，这与现实不符合。 例如航空公司卖出一张全价票的可能性依赖于 在同一时刻是否可能有一张折扣票会被卖出去， 并且顾客购买的可能性依赖于是 否有最低票价等级。显然，消费者的行为对卖方的决策有着很重要的影响，应该 在建立模型时考虑进去。这类模型称为选择模型(choice model)。南京航空航天 南京航空航天大学硕士学位论文 13 大学的王春兰同学对这个问题进行了深入的研究38。 五、网络收益管理研究 航线网络结构转变为轮辐式航线网络结构， 这使得航空公司的收益管理变得 更加复杂。传统的收益管理理论仅注重单个航节收益的最大化，并没有从整个航 线网络的角度去分析，而网络收益最大化才是航空公司的目标。在这种形式下， 网络因素开始引起重视，网络收益管理逐渐流行起来。南京航空航天大学的博士 生高强34,39针对多航节舱位控制问题建立了随机规划模型， 并利用遗传算法来解 决这一问题。另外，董裴君28将影子价格引入到票价分摊之中，研究了多航段舱 位控制，并提出了基于网络贡献值的舱位嵌套控制的方法。 2 . 4 竞争环境下航空收益管理研究现状 传统的收益管理都是从航空公司自身的角度出发， 不但不考虑旅客的行为对 收益管理的影响，而且也不考虑同类航空公司的竞争。事实上，旅客的行为、同 类航空公司的竞争等因素都是能否有效实施收益管理的关键。 收益管理的核心是 使航空公司总收益最大，其关键前提是旅客到本公司来购买机票。航空公司的服 务水平，航班时刻表、航班机型、航班的限制条件以及航空公司各种票价的折扣 程度都会直接影响到旅客是否愿意到本公司购买机票。 传统收益管理研究一般仅 从公司自身收入的角度考虑舱位的控制策略，对竞争对手的影响讨论较少。这在 完全垄断或联盟的市场上是可行的。 然而， 这与现有的国内航空市场的特点不符。 国内各航空公司都使用中航信系统， 对不同票价的可销售数量的安