（交通运输规划与管理专业论文）航空公司收益管理中旅客舱位选择行为研究.pdf

南京航空航天大学硕士学位论文 i 摘 要 随着航空运输市场竞争的日趋激烈，各大航空公司都在寻找增大收益、提高 竞争力的方法，这就为收益管理系统在国内的应用奠定了基础。本文以收益管理 理论为背景，结合已有的旅客选择行为理论的研究成果，对航空旅客舱位选择问 题做了探索性的研究。从消费者行为理论的角度分析航空公司旅客舱位选择行 为，研究同一航班不同舱位等级情况下，旅客的选择偏好以及不同舱位等级的旅 客选择概率问题。本文所做的工作主要有以下几方面：一是回顾收益管理的发展 历史， 指出今后研究发展的主要方向， 对离散选择模型和 pods 旅客选择模型的 理论、研究历史和现状做了较为详细的综述，分析比较两者在应用时的异同点。 二是从消费者行为理论角度，研究旅客舱位等级选择问题。通过分析旅客效用和 偏好，得到影响旅客舱位选择的各种因素，最后说明从消费者行为角度分析座位 存量控制问题的必要性， 并从理论和实际两方面阐述了研究旅客舱位选择行为的 意义。三是应用离散选择模型和层次分析法，建立旅客舱位选择模型，并对该模 型的参数进行估计，最后，对该模型在座位存量控制中的应用做了进一步分析。 四是通过调查实例讨论本文所建旅客舱位选择模型的应用情况， 与实际调查结果 做比较，证明本文所建模型的实用性和正确性。 关键词：关键词：航空运输；收益管理；座位控制；消费者行为；旅客选择 航空公司收益管理中旅客舱位选择行为研究 ii abstract along with fierce competition in air transportation market, many airlines are seeking out the methods that can increase revenue and promote competition. this makes the revenue management system become popular in domestic market. this paper brings forward analytical groping study on the problem of airline passenger classes choice behaviour, which is based on the revenue management theory and bands together the theory of passenger choice behaviour. the aim of this paper is to develop a passenger classes choice model from the view of passenger choice theory. the main content of this paper includes the following aspects: firstly this paper reviews the history of revenue management, discrete choice model and pods passenger choice model. then gets the factors that have an influence on passenger choice from the view of consumer choice theory and analyzes passenger preferences of all classes by the use of utility theory, and then expatiate on the research meanings in both theory and practice. thirdly, with the use of discrete choice model and ahp, in this paper, we develop a passenger classes choice model and solve it. finally, this paper gives an example to use the model and gets a conclusion that the model has good condition of practicability and correctness when using. keywords：air transportation; revenue management; seat inventory control; consumer behaviour; passenger choice 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 v 图、表清单 图 2.1 pods 结构图.15 图 2.2 pods 旅客选择模型结构图.16 图 3.1 消费者购买行为一般模式 .21 图 4.1 模型应用流程图 .43 表 1.1 论文章节安排和主要内容 .4 表 2.1 收益管理研究对象与相应时期的航空运输业务问题（二十世纪） .5 表 4.1 公务出行旅客提前购买机票的时间分布情况 .29 表 4.2 休闲旅客提前购买机票的时间分布情况 .29 表 4.3 紧急商务旅客效用打分表 .34 表 4.4 计划商务旅客效用打分表 .34 表 4.5 紧急休闲旅客效用打分表 .35 表 4.6 计划休闲旅客效用打分表 .35 表 4.7 ri 值分布表 .37 表 4.8 判断矩阵的标度及其含义 .38 表 4.9 服务属性重要性比较取值表 .38 表 4.10 某旅客甲调查问卷结果 .39 表 5.1 航班舱位等级属性表 .44 表 5.2 旅客年龄构成情况 .45 表 5.3 旅客职业分布情况 .45 表 5.4 旅客出行目的情况 .46 表 5.5 旅客最近一年乘机次数情况 .46 表 5.6 旅客提前购票时间分布 .46 表 5.7 旅客舱位选择情况 .46 表 5.8 各类旅客比例分布 .51 表 5.9 各舱位等级模型计算结果与调查结果的比较 .51 表 5.10 舱位订座限制和保护水平 .52 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 中国民航在经济改革后实现了真正的腾飞。从 1980 年到 1990 年，航空运输 市场年平均增长率达到了 19%；在 90 年代的前几年，年平均增长率更是高达 27%，中国民航运输业经历了一个“蜜月”时期1。但是，随着航空市场内外环 境的变化，原来的管理体制已经不能适应市场的变化，于是在 1997 年中国民航 总局采取了“放开运价”的举措，结果各个航空公司开始了价格大战，并且在 1998 年出现了全行业 24.4 亿元的巨额亏损。 为了扭转这种行业亏损，民航总局被迫于 1999 年下达了全行业禁折令。但 是航空公司毕竟是企业，企业的市场行为有着其独立自主的运行规律，这是不以 人的意志为转移的。因此，各个航空公司之间采取了暗地折扣的政策，导致了国 内民航运输市场竞争混乱的局面。随着我国加入 wto、经济全球化的步伐加快， 航空运输市场的竞争趋于激烈， 各家航空公司都在努力寻找产品的差异性以期占 领更多市场份额，获取更大收益。国外航空公司大多采用收益管理这个先进的管 理技术来增强竞争力、增加收益。 收益管理（revenue management, rm）是指把产品按不同的价格适时地卖给 不同类型的顾客，从而获得最大的利润2。收益管理最早应用于航空运输领域。 随着航空公司应用收益管理取得很大成功，收益管理很快被广泛应用于旅馆、货 运、租车和旅游等领域，目前正在向通讯、金融服务、电力供应和制造业等领域 发展。 航空客运收益管理是指航空公司运用预测和优化等科学手段， 使每一航班的 每一航段的每个座位以最好的价格出售，从而获得最大的收益3。成功运用收益 管理的美利坚航空公司就将其概述为“一套在正确的时间、正确的地点，把正确 的产品销售给正确的旅客的方法， 是为了实现收入最大化而进行的有选择地接受 和拒绝订座的过程”3。它与常旅客计划和全球分销系统被称为现代航空三个主 要竞争手段，是决定航空公司亏损和赢利的关键。目前，世界上 1500 多家航空 公司中有十分之一采用了收益管理系统。1997 年，世界上排名前 20 的航空公司 几乎都在使用收益管理。 航空客运收益管理包括定价和订座控制， 而订座控制包括了超售和座位存量 航空公司收益管理中旅客舱位选择行为研究 2 控制，即座位存量控制是收益管理的一个基础决策部分4。航空公司实行座位存 量控制，一方面可以为较晚订票的高价值旅客留下座位，增加收益；另一方面， 可以将本来多余的座位适时地降价出售，刺激消费，化损失为收益。但是，在实 际运营管理中，航空公司应该保留多少座位、将多少座位低价卖出，这些和旅客 的舱位选择行为是密切相关的。 旅客根据自己的特征和偏好以及对各个舱位等级 的效用选择特定的舱位。因此，研究旅客舱位选择行为，获得旅客偏好和他们进 行舱位选择时影响决策的因素， 能够有效地帮助航空公司制定适合本公司市场特 征的座位存量控制方法，从而为航空公司的运营提供科学、合理的决策参考，最 终达到收益最大的目的。 国外对收益管理的研究主要集中在预测、超售、座位存量控制、旅客行为和 定价等 5 个方面，已有 40 多年的研究历史。许多著名的经济学家、运筹学家、 管理学家、交通运输专家都加入了这一研究领域，使得这一研究领域成果累累。 其中，旅客选择行为研究是收益管理进一步研究的主要发展方向之一，但是关于 这方面的研究，国内基本是空白。因此，对于国内的航空公司而言，分析旅客特 征、偏好，研究旅客舱位选择行为是非常必要的。 1.2 课题主要研究内容和方法 1.2.1 主要研究内容 本文的主要研究内容包括了旅客选择模型理论发展和研究现状， 用消费者行 为理论分析座位存量控制问题并建立了旅客舱位选择模型。 最后通过实例分析检 验所建的旅客选择模型。具体的研究内容有： （1）收益管理与旅客选择模型研究综述 简述收益管理的发展历史以及今后的研究发展方向，对离散选择模型和 pods（passenger origin-destination simulator）中旅客选择模型的理论、研究历 史和现状进行详细综述，同时分析了两者在应用时的异同点。 （2）用消费者行为理论分析舱位控制问题 从消费者行为理论的角度，研究旅客舱位等级选择问题。通过对消费者效用 和偏好的理解，确定影响旅客舱位选择的各种因素，讨论从消费者行为角度分析 航空旅客舱位选择问题的必要性， 并从理论和实际两方面阐述了研究旅客舱位选 择行为的意义。 （3）航空旅客舱位选择问题分析和建模 南京航空航天大学硕士学位论文 3 通过分析航空旅客自身及其订座特征，细分旅客市场，归纳每类旅客对各舱 位等级的选择偏好。根据旅客选择偏好，应用离散选择模型建立旅客舱位选择模 型，并对模型的参数进行估计。最后，对该模型在座位存量控制中的应用做了进 一步分析。 （4）实例研究 为了对理论研究进行实际的数据实验和决策实例分析，以便检验研究的成 果，为进一步开展实用性研究项目打下基础，本文对旅客舱位选择问题进行市场 调查，统计分析调查所得的数据并与模型计算结果进行比较，验证旅客舱位选择 模型的正确性和实用性。 1.2.2 研究方法 本论文以计量经济学、消费者行为学、运筹学、概率论和统计学等基本理论 为依据，按照提出问题、定性分析、建立模型、对比分析的思路对航空公司收益 管理中旅客舱位选择行为进行了探索性的研究。 在分析旅客选择模型时，主要运用计量经济学理论；在分析航空旅客舱位选 择行为时，主要运用消费者行为理论，并结合效用理论，得到旅客对各舱位等级 的效用。构造旅客舱位选择模型时，以旅客效用最大为目的，主要运用运筹学和 概率统计原理建立旅客舱位选择模型，并进一步根据调查得到的数据，用实例分 析并验证了模型的准确性和适用性。 1.3 论文结构 本文用六个章节对上述研究内容进行论述，具体安排见表 1.1。 航空公司收益管理中旅客舱位选择行为研究 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 课题主要研究内容和方法 1.3 论文结构 介绍了论文的选题背景，概述了研究内容、 方法和论文结构。 第二章 收益管理与 旅客选择模 型研究综述 2.1 收益管理发展历史及研究方向 2.2 离散选择模型 2.3 pods 旅客选择模型 2.4 离散选择模型与 pods 旅客选 择模型比较 2.5 本章小结 简述了收益管理的发展历史以及今后的研究 方向，对离散选择模型和 pods 旅客选择模 型的理论、研究历史和现状进行综述，同时 分析比较了两者在应用方面的异同点。 第三章 用消费者行 为理论分析 座位存量控 制问题 3.1 消费者行为理论概述 3.2 效用理论与消费者偏好 3.3 影响旅客舱位选择因素分析 3.4 用消费者行为理论分析座位存 量控制的意义 3.5 本章小结 从消费者行为理论的角度，研究旅客舱位等 级选择问题。分析影响旅客舱位选择的各种 因素，以及旅客对各舱位等级的效用。最后 指出分析航空旅客舱位选择问题的必要性。 第四章 航空旅客舱 位选择问题 分析与建模 4.1 航空旅客舱位选择的偏好分析 4.2 旅客舱位选择建模 4.3 模型中的参数估计 4.4 旅客舱位选择模型在座位存量 控制中的应用分析 4.5 本章小结 通过分析航空旅客自身及其订座特征，细分 旅客市场，归纳每类旅客对各舱位等级的选 择偏好。根据旅客选择偏好，建立舱位选择 模型，并对该模型进行标定。最后，对该模 型在航空公司座位存量控制问题中的应用进 行说明。 第五章 实例分析 5.1 实例描述 5.2 数据收集与统计分析结果 5.3 模型应用与计算结果 5.4 本章小结 针对旅客舱位选择问题进行市场调查，对调 查得到的数据进行统计分析，并与模型计算 结果进行比较，验证旅客舱位选择模型的正 确性和实用性。 第六章 总结与展望 6.1 本文总结 6.2 研究展望 对全文总结并说明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 收益管理与旅客选择模型研究综述 2.1 收益管理发展历史及研究方向 2.1.1 收益管理发展历史 收益管理（revenue management, rm）指企业以市场为导向，通过对市场进 行细分，对各个子市场的消费者行为进行分析、预测，确定最优价格和最佳存量 分配策略以实现收益最大化的过程。 收益管理的产生和发展与运筹学和管理科学 等理论、计算机技术、行业政策和市场的发展密切相关。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，它们的 结合推动着收益管理的发展5。 航空运输经济随着世界经济的发展逐渐走向全球化，整个行业出现自由化、 联盟化和私有化特征。追溯收益管理的产生和发展过程，它已有了 40 多年的历 史。二战后，航空运输的飞速发展所产生的实际问题是收益管理产生和发展的需 求源泉。60 年代，航空运输业的飞速发展带来旅客需求的快速增长，也给航空 公司带来了座位控制的新问题。于是产生了最早的收益管理技术超售控制。 70 年代，折扣票的出现拉开了舱位等级管理的序幕。80 年代，放松管制带来的 航空运输市场内部的巨大变化，促进了收益管理的快速发展。由于计算机订座系 统功能不断强大，并采用了计算机离港系统和结算系统，因此一些航空公司采取 了结合价格与座位控制使收益最大化方法来解决激烈的市场竞争问题， 这也就是 我们所说的收益管理。90 年代公司联盟，internet 技术的出现又为收益管理带来 了研究和应用的新内容，并不断向前发展6，见表 2.1。 表 2.1 收益管理研究对象与相应时期的航空运输业务问题（二十世纪） 时间 航空运输业务现象 收益管理的研究对象 20 世纪 60 年代 旅客订座取消、no-show 超售（包括需求预测） 20 世纪 70 年代 折扣票价 座位分配 20 世纪 80 年代 中心-辐射式网络 网络收益管理（虚拟嵌套、投标价控 制） 20 世纪 90 年代 航空联盟、代码共享 internet 订座 联盟收益管理、座位拍卖 航空公司收益管理中旅客舱位选择行为研究 6 收益管理是航空公司管理活动、价格策略和座位控制的自然延伸，但是它的 基本原理并没有改变。随着航空运输业的外部环境的改变，航空市场中的竞争者 日益增多以及旅客需求特性的多样化，收益管理问题的复杂程度也变得越来越 高。收益管理的发展进程大致经历了下面三个阶段7： 1、利用“剩余座位”增加航班收益阶段 由于旅客需求内在固有的变化规律， 航空公司不可能将特定航班的全部座位 都销售给全票价的旅客， 所以剩余座位是不可避免的。 因此有必要对此进行管理， 航空公司的经营实践涉及到了以下两个方面： 利用超售技术增加航班收益：航空公司为了减少剩余座位和提高客座利用 率，对座位进行超售是增加航班收益的有效手段之一。操作方法就是根据旅客的 订座、登机和取消订座的情况来预测剩余座位的数量，实行不同的超售方式。此 方法在那些繁忙的航线上比较有效，但在需求比较少的航线上效果不是很好； 利用折扣票来增加航班收益： 按照购买正常票价的旅客可以分摊航班的固定 成本的前提下，折扣票的价格只要高于多载运一个旅客所增加的变动成本，航空 公司就能获得收益，这个理论为航空公司利用折扣票来增加收益提供了理论依 据。但是这种方法适用的范围还是在高密度航班之内。 2、利用多级票价结构增加航班收益阶段 由于旅客行为和需求特性的变化，航空运输市场的划分变得越来越细，这是 因为在对剩余座位管理的过程中，采用的价格级别越多，航空公司满足各类旅客 细分市场需求的程度就越高，航空公司的收益也就越多。 航空公司在采用多级票价结构的同时，也存在一定的风险，因为可能会导致 原来购买高价票的旅客转向购买低等级舱位的机票， 这就要求航空公司一方面需 要对低票价的购买和使用提出相应的限制条件，另外一方面也要对购买头等舱、 公务舱或者全价票的旅客提供多种形式的奖励和优质服务。 3、利用流量控制使航线网络收益优化阶段 在以前，航空公司在进行航班经济性分析的时候，都是以航节为基础进行历 史数据的统计和分析的，力求使得在这一航节中实现收益的最大化。但是航节收 益的最大化并不等于航段收益的最大化，更不等于航线网络收益的最大化。 航线网络结构转变为轮辐式航线网络结构， 这种航线结构大大降低了航空公 司的运营成本，但是大量的联程航班使得航空公司的航线结构变得错综复杂，在 加上多级票价的推出，使得航空公司的收益管理变得更加复杂。 由于收益管理民航业中的巨大成功，目前，收益管理技术已经被广泛地用于 酒店、汽车出租、电视广告、公路运输、电信和能源供应、旅游等服务行业，并 南京航空航天大学硕士学位论文 7 向金融服务、零售业、制造业和互连网服务等领域发展。随着应用范围的不断扩 展，收益管理的理论研究也在不断完善之中。1994 年，weatherford 和 bodily8 提出了“易逝性资产收益管理” （perishable-asset revenue management）的概念， 并对一般易逝性产品收益管理的研究作了文献回顾。1999 年，mcgill 和 van ryzin9对近 40 年来收益管理的发展(早期多称为 yield management)作了全面的 综述，该文搜集了大量有关收益管理研究的参考文献。 目前，国内对于收益管理方面的研究还处于起步阶段。许多专家学者都致力 于该领域的研究，其中，南京航空航天大学民航学院软科学研究所也正在研究收 益管理课题并取得了一些成果，如周艳对座位存量控制的可召回制度作了研究， 分析说明了实施召回制度的必要性和可行性，并建立了可召回制度的收益模型 10。张建成就收益管理的预测系统作了研究，建立了关于预测系统的数据仓库 11； 刘玮研究了超售模型和超售的决策支持系统等问题， 建立了多等级舱位的静 态超售模型12； 另外还有高强、 梅虎等博士生也加入到了收益管理的研究队伍中， 这将继续推动国内收益管理的研究进程。 2.1.2 收益管理研究发展方向 国外收益管理应用研究涉及各个服务行业，结合了各自的行业特征，从一般 概念到定性分析，再至复杂的定量技术等各层次的应用均有研究。如何使收益管 理更好地适用于特定行业以发挥应有的作用， 将更新的收益管理理论转化成应用 层面的技术，是国外收益管理应用研究下一步将开展的课题。除此以外，目前， 收益管理的研究发展方向主要有以下几个方面13： （1）无约束需求预测 预测是收益管理的基础和前提， 因为所有的收益优化模型都需要将预测结果 作为它的输入，并且预测能力直接影响收益管理系统的性能。在一个收益管理系 统中， 需求预测是最基础和关键的工作。 此外， 还需要对取消订座 （cancellation） 、 no-show 等情况进行预测。随着收益管理研究的深入，收益管理的预测工作有两 方面发展趋势：一方面是考虑顾客选择行为对预测的影响，而顾客选择行为又受 航班离港时间、联程与直达、整个路程的时间、价格和服务限制等因素的影响。 另一方面，要从无约束的数据（unconstrained data）或不能观察的数据中进行预 测。因为传统的收益管理订座系统只记载实际发生的订座数据，不考虑已经到来 的但没有被满足的需求。未被满足的需求通常与价格和库存有关。显然，这部分 需求对收益管理结果的准确度有很大影响。如何把订座系统中被截断的需求修 复，是收益管理预测中特有的难题。 航空公司收益管理中旅客舱位选择行为研究 8 （2）收益管理与风险管理的统一分析 现行的收益管理模型都以追求产品期望收益最大化为目标， 这使不确定性情 况下的收入与确定性情况下的收入没有区别。但由于信息的不完全，市场预测方 法的认识不足以及市场投机行为存在等原因， 产品的实际收入往往偏离于其期望 收入。另外，传统的收益管理模型均假设所有的个体具有相同风险偏好，即为风 险中性。事实上，收益管理中广泛使用的基于需求数量的价格折扣政策，恰恰与 风险中性模型的若干基本结论相悖。因此，不考虑风险因素的收益管理研究在理 论和实践上都存在缺陷。 目前，收益管理中有关风险分析的研究非常少。feng 和 xiao14提出了风险 敏感型定价模型以最大化易逝性产品的销售收入。 他们在目标函数中引入风险因 子并得出了具有封闭解的最优定价策略。他们还指出，最优升价(降价)时间随着 个体风险厌恶程度的增加而提前(延迟)。bitran 和 dhadwal15指出，在给定需求 价格弹性及未来可供能力的前提下， 承担风险的带宽垄断者面临着销售期限固定 的动态定价问题。同时，他们的模型还分析了价格风险以及交易数量过量风险的 影响。 bitran 和 dhadwal16还分析了供给能力不确定的现期交易合约的定价策略。 如何在收益管理研究中引入风险管理， 并针对具体问题构建收益管理与风险管理 的综合模型，是今后收益管理的主要研究方向之一。 （3）竞争环境下的收益管理研究 传统收益管理研究集中于从公司自身收入的角度考虑存量控制或定价策略， 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，当 市场处于寡头垄断或完全竞争状况时， 公司做出的每一次价格调整均要充分考虑 竞争对手对市场变化所做出的决策的影响。由于服务产品的易逝性，价值在一定 时间后迅速递减，因此，相比制造业而言，服务业的竞争程度更为激烈。如北京 到上海等热点航线，各航空公司对每天的各个时段、航班的各个舱位等级的决策 都要充分考虑竞争对手的策略，稍有不慎就会被击败。因此，在收益管理中考虑 竞争因素是很自然的。长期以来，竞争分析未能进入收益管理的主要原因还是问 题本身的复杂性。无论是离散的还是连续的数学模型，许多问题在假定没有竞争 的情况下已不易解决，引入竞争后问题会变得更为复杂。soumis 与 nagurney17 提出网络航线结构下的一个交通流模型， 得出不同航线上已实现需求和可提供的 座位数之间的一个均衡解。dana18从经济学角度分析了收益管理在竞争状况下 的情况，提出在价格刚性和需求不确定的情况下，竞争不光会导致市场价格的散 乱(dispersion)，而且会使得内部价格(intra firm price)散乱，且竞争越激烈，散乱 的程度越高。netessine 和 rudi19考虑了集中和竞争两种情况下的存货模型，得 南京航空航天大学硕士学位论文 9 出在需求可替代的情况下，竞争使得商家考虑更高的存货水平。目前，在收益管 理文献中出现的竞争策略模型均没有把价格作为决策变量， 也没有把竞争和均衡 策略看成一个随时间变化的动态过程。 （4）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。如航空公司卖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，消费者行为对卖方的决策起着很重要的影响，应该在建立 模型时考虑进去。这类模型称为选择模型(choice model)。考虑消费者买涨 （buy-up）的行为模型在 belobaba20文章中已经讨论。他用启发式方法求解，但 该模型一个最大缺点是只能考虑两个等级，而不能考虑多等级。因为消费者买某 等级的概率不仅依赖于等级， 而且依赖于其它等级， 即消费者面临多重选择。 类似的研究可见 belobaba 和 weatherford21、weatherford22，最具代表性的是 talluri 和 van ryzin23，他们提出了一个离散时间的选择模型。与前面不同，该 模型提出了许多综合考虑消费者选择行为的理论上合理的方法。 该理论第一次提 出了一般选择模型并且应用到一些一般的需求模型。在此基础上，algers 和 besser24、andersson25在 sas 软件上对离散选择模型进行应用，得到较好的结 果。对于离散选择模型较好的阐述是 ben akiva 和 lerman26写的离散选择分 析：到达需求的理论和应用 。但如何应用这类选择模型更好地解决收益管理问 题，是收益管理今后研究的趋势之一。 2.2 离散选择模型 2.2.1 离散选择模型概述 在经典计量经济学模型中，被解释变量通常被假定为连续变量。但是，经济 分析中经常面临许多决策问题，或者称为选择问题，即人们必须在可供选择的几 个方案中做出选择。这些可供选择的方案可以用离散的数据表示，例如，某事件 发生与否，可以用 1 和 0 表示；对某建议持强烈反对、反对、中立、支持和强烈 支持 5 种态度，可以分别用 0、1、2、3 和 4 表示。以这样的决策结果作为被解 释变量建立的计量经济学模型，称为离散被解释变量数据计量经济学模型 （models with discrete dependent variables）或者称为离散选择模型（discrete choice model, dcm）27。 离散选择模型是一种非常有效且实用的市场研究技术。 该模型主要用于测量 航空公司收益管理中旅客舱位选择行为研究 10 消费者在实际或模拟的市场竞争环境下如何在不同产品/服务中进行选择。通常 在实验设计的基础上，通过模拟所要研究产品/服务的市场竞争环境，来测量消 费者的购买行为，从而获知消费者如何在不同产品/服务属性水平和价格条件下 进行选择28。 目前， 这种技术被广泛地应用于探讨当决策者在选择项目有限且为 不连续的情况下的选择行为。 在离散选择模型中，选择集必须满足以下三个条件：选项互相独立，包括所 有的选项，选项数量有限。另外，离散选择模型通常假定决策者是理性的，会选 择效用最大的选项。 然而， 每个选择对决策者的效用是不确定的， 被分为两部分： 研究者可以观测到的确定部分和未知的随机部分。因此，研究者并不可能很精确 地预测使决策者效用最大的选择，但是可以估计出每个选项的选择概率。这个概 率是由效用中确定部分和随机误差的分布决定的。因此，离散选择模型被认为是 随机效用最大模型。 规范的离散选择模型一般形式为， 其中i为有限选择集c中的一个备选元素， z 为刻画选择集和决策者特征的实向量，p 给出了在由 z 所描述的选择背景下， 备选方案 i 被选中的条件概率。通常假定具体的 p 与参数向量一一对应，所以， 离散选择模型的一般形式也常写成( | , )p i z。 经济学界对离散选择模型的研究主要集中于以下三个方面： a) 如何构造与理性选择行为相一致又易于处理的具体表达式， 关于这一点， 人们已经对logit模型和probit模型进行了各种扩展； b) 如何通过微观数据样本，主要是对决策者选择结果的观察，来估计和推 断参数向量； c) 将所估计的概率选择模型运用于对一定选择背景下的决策者总体的行为 预测，例如，人们职业的选择，交通方式的选择，是否移民的选择等。 常用的离散选择模型有：二元选择模型（binary choice models）之probit模 型和logit模型与多元排序选择模型 （mutil-nominal ordered choice model） 之probit 模型和logit模型。 2.2.2 二元离散选择模型 在实际生活中，我们经常会遇到二元选择问题。例如，日常上班选择公共交 通工具还是私人交通工具；对某种商品的购买决策，是买还是不买；求职者对于 某个职位，是接受还是拒绝等等，这些都是二元选择问题。尽管问题涉及到的领 域各不相同，但是，通过大量的统计研究发现，影响决策者的因素与选择结果之 间都是具有一定的因果关系的，而揭示这一因果关系并将它用于预测研究中，对 南京航空航天大学硕士学位论文 11 于社会的经济发展有十分重要的意义。 本节首先通过案例引入二元离散选择模型的基本原理29。 在研究旅客舱位选择问题时，假设只有高、低两种票价等级，旅客只能在这 两种舱位等级中进行选择。如果旅客选择高舱位，用y=1表示；如果旅客选择低 舱位，用y=0表示。我们可以调查n个旅客的数据，然后研究n个旅客选择舱 位与影响旅客舱位选择因素之间的关系。设二元变量为,1,2 i y i =,n ，它代表旅 客对舱位问题的选择。于是： 当第i个旅客选择高舱位， 则 1 i y = 当第i个旅客选择低舱位， 则 0 i y = 如果用x表示影响旅客舱位选择的因素， 一般情况下，x是一个包含1r的 阶向量， i xx，则： 1|() ii p yxf x= （2-1） 为1r阶未知参数向量，() i f x确定了给定 i x条件下1 i y =的概率。 我们将可以观察到的决策行为定义为一个随机变量 i y， 1 0 i y = * * 0 0 i i y y = = （2-4） 其中f（*）为随机变量 i 的累积概率密度函数。 式（2-4）中，当f（*）为标准正态分布函数时，得到： 2 11 ()()exp 22 i x ii f xxudu = （2-5） 满足式（2-5）的模型称为概率单位模型（probit model） 。 式（2-5）中，当f（*）为标准logistic分布函数时，得到： ()() 1 i i x ii x e f xg x e = + （2-6） 满足式（2-6）的模型称为logit模型。 航空公司收益管理中旅客舱位选择行为研究 12 2.2.3 多元离散选择模型 在实际生活中，我们还经常遇到一些多元离散选择问题。 一类问题是将选择对象按照某个准则排队，由决策者从中选择。例如，一个 人购买某类商品，将可供选择的商品按照质量排队，以 0、1、2、3 等序数表示。 影响消费者选择的因素有两类，一类是该商品本身所具有的属性，诸如性能、价 格等； 一类是消费者个体所具有的属性， 诸如收入水平、 对该商品的熟悉程度等。 另一类问题是决策者对同一个选择对象的偏好程度。例如，同一种商品，不 同的消费者对它的偏好是不同的， 诸如十分喜欢、 一般喜欢、 无所谓、 一般厌恶、 十分厌恶，以 0、1、2、3、4 表示。影响消费者偏好的因素也有两类，一类是该 商品本身所具有的属性，诸如价格、性能等；一类是消费者个体所具有的属性， 诸如收入水平、对该商品的需求程度等。从大量的统计中，可以发现选择结果与 影响因素之间具有一定的因果关系。揭示这一因果关系并用于预测研究，可以建 立多元选择计量经济模型。这类问题的例子也很多，例如航空旅客对舱位等级的 选择等27。 在多元离散选择模型中， 因为probit模型需要对多元正态分布的整体进行评 价，所以它的应用受到限制。而逻辑分布更适合效用最大化时的分布选择，所以 应用最多的多元离散选择模型是logit模型。目前，多维logit模型在交通方式 的选择中应用非常普遍，它是通过引进随机效用的概念按效用最大原则导出。 domencich和mcfadden于 1975 年提出系统化随机效用的方法，他们在城市 交通需求：行为分析一书中深入研究了各种交通需求模型及其应用，并第一次 将 logit 模型应用到交通方式分担问题30。mcfadden本人于 1974 年和 1979 年 给出了在给定有限的可供选择集合中选择其中一种方式的概率随机效用模型 (rum：random utility model)，最主要的形式之一就是多维 logit 模型(mnl)。 假设可供选择方式的全体记为c，其中有j个元素，每个决策者都以c中的 一个子集 n c作为其选择集合。 由于环境的限制， 可供各个决策者选择的集合 n c是 不一样的。 给定 n c，n代表第n个决策者， n j表示 n c中元素的个数， 且满足 n j （4-3） 换一种表达方式为： ( ), gg ggiijj p ip vvjc ji=+ , () max gg giijj j c j i pvv =+ （4-4） 在运输需求分析中，通常假定 i （i c ）是相互独立的，并且服从gumbel 分布则可推导出51： ( ) g i g j v g v j c e p i e = （4-5） 利用式（4-5）可以计算出具有一定偏好的第 g 类旅客遵循效用最大化时选 南京航空航天大学硕士学位论文 33 择舱位等级 i 的概率，即个体选择舱位等级的概率。但是计算概率之前，必须要 知道未知参数的值，因此，如何确定待定参数对于整个计算结果就尤为重要了。 根据市场调查得到旅客数据，我们可以建立起一个估计方程，来估计效用函 数中的未知参数。由于该方程是非线性的，所以一般采用极大似然估计求解52。 本文拟采用层次分析法来估计参数，具体过程见 4.3 小节。 参数确定之后，由于式（4-5）的计算结果仅仅是个体旅客选择某个舱位等 级的概率，在实际应用中，我们需要知道选择某种舱位等级的总人数是多少，它 等价于旅客总体选择某种舱位等级的概率。假定( )p g为不同类型旅客的分布函 数，( ) g p i为第g类旅客选择舱位等级i的概率， 则舱位等级i的旅客选择概率为： ( )( ) ( ) gg p ip i p g dg= （4-6） 也就是说，给定舱位等级i的服务属性后，它的旅客选择概率将取决于反映 旅客偏好的人口特征的分布区域和分布密度。由于上述模型积分问题求解很困 难，因此可以采用简便近似的方法求解，具体做法上首先对旅客出行总体进行划 分，划分标准使各类旅客尽可能有相同固定的效用值，在各类中抽出有代表性的 旅客或该类平均值为平均个体，以平均个体的选择概率作为该类的选择概率。最 后各类加权平均得到总体的选择概率。 具体步骤如下： （1）假设旅客总体为n，按照旅客行为特征将n划分为g类，用 g n表示第 g类旅客数； （2）假设 g i v是第g类旅客对舱位等级i的平均效用，用式（4-5）计算第g 类旅客选择舱位等级i的概率； （3）计算舱位等级i的旅客选择概率， ( )( ) g g g n p ip i n = （4-7） 对旅客舱位选择效用函数及选择概率模型的推导分析， 仅仅是从理论上解决 了旅客舱位选择问题。在具体应用中，如何对模型参数进行合理的标定才是解决 问题的关键。因此，还需进一步对效用函数模型的参数标定进行研究，并通过应 用加以验证。 航空公司收益管理中旅客舱位选择行为研究 34 4.3 模型中的参数估计 4.3.1 服务属性指标的量化 从影响旅客选择舱位的因素来看,有价格、提前购票限制、变更限制和退票 费用这四个属性指标。由于效用是人们的价值观念在决策活动中的综合表现，同 样的事物对不同的人，效用是不同的；而同一个人在不同的环境下，对同样的事 物效用也是不同的。 所以， 在分析旅客对这些属性指标的效用时， 本文采用delphi 法（专家意见法）确定各指标的效用值。由各个评分者根据其多年的研究和实践 经验对