周　健，蔣欣欣

（1.上海飛機(jī)設(shè)計(jì)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(píng)估

周健1，蔣欣欣2

（1.上海飛機(jī)設(shè)計(jì)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(jìng)爭(zhēng)力，優(yōu)化服務(wù)質(zhì)量，在分析飛機(jī)客艙內(nèi)飾和布局的基礎(chǔ)上，給出客艙布局的評(píng)價(jià)指標(biāo)，建立航空客機(jī)客艙布局選型模型；然后根據(jù)各個(gè)指標(biāo)的特點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合多屬性決策方法，給出了一種優(yōu)基數(shù)求和法對(duì)選型模型進(jìn)行求解，確定優(yōu)化選型方案。最后通過(guò)實(shí)例驗(yàn)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(píng)價(jià)體系；多屬性決策；優(yōu)基數(shù)求和法

隨著中國(guó)航空運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展，航空運(yùn)輸量急劇增加，航空公司業(yè)務(wù)量也迅速擴(kuò)大，競(jìng)爭(zhēng)日益激烈。無(wú)論何種規(guī)模的航空公司，飛機(jī)是實(shí)現(xiàn)旅客差異化服務(wù)的重要載體，而飛機(jī)客艙布局的設(shè)計(jì)及構(gòu)造是各航空公司在激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲勝的法寶，如何對(duì)飛機(jī)客艙的內(nèi)飾和布局進(jìn)行安排，從而增加航空公司的運(yùn)營(yíng)效益，成為航空公司關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。飛機(jī)客艙布局被定義為，飛機(jī)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(jī)客艙設(shè)備主要包括座椅、廚房、洗手間、娛樂(lè)系統(tǒng)及應(yīng)急設(shè)備等。飛機(jī)客艙布局的設(shè)計(jì)及設(shè)備配置，是航空公司產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門(mén)工作的重點(diǎn)，也是航空公司市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)和戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)的一個(gè)重要方面，是決定飛機(jī)運(yùn)營(yíng)及維護(hù)成本高低的關(guān)鍵過(guò)程［1-6］。飛機(jī)客艙布局及設(shè)備選型是航空公司根據(jù)本公司的市場(chǎng)定位、戰(zhàn)略發(fā)展要求、航線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)布局、旅客服務(wù)需求及競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，為新引進(jìn)的飛機(jī)及對(duì)舊飛機(jī)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(lè)系統(tǒng)、座椅、電源、應(yīng)急設(shè)備等硬件設(shè)備，以及地毯、門(mén)簾等裝飾材料，是一項(xiàng)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(jì)過(guò)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(mǎn)意度［7-8］。

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

1）市場(chǎng)調(diào)研分析航空公司進(jìn)行客艙布局設(shè)計(jì)的首要步驟是市場(chǎng)調(diào)研分析。首先，要對(duì)不同航空公司相同機(jī)型的飛機(jī)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(diǎn)；其次，明確該飛機(jī)機(jī)型在本航空公司的市場(chǎng)定位和所屬航線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)及航線(xiàn)特征，對(duì)客戶(hù)需求進(jìn)行深入調(diào)研與了解，進(jìn)一步確定艙位等級(jí)及數(shù)量，從而明確客艙布局設(shè)計(jì)。

2）分析預(yù)測(cè)收益不同的客艙設(shè)備布局，由此帶來(lái)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(guò)數(shù)學(xué)模型計(jì)算和預(yù)測(cè)未來(lái)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(jī)制造商對(duì)于飛機(jī)特征的說(shuō)明及飛機(jī)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(jī)的市場(chǎng)地位和營(yíng)運(yùn)要求，分析客艙布局所應(yīng)具備的主要功能。

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

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

1　評(píng)估模型的建立

在飛機(jī)客艙布局影響因素分析的基礎(chǔ)上，給出了客艙布局的評(píng)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(gè)方面進(jìn)行評(píng)估。評(píng)估指標(biāo)如表1所示。

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

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

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

2）舒適性包括客座間距、桌椅寬度、過(guò)道寬度、衛(wèi)生間、娛樂(lè)設(shè)備、廚房設(shè)備及艙門(mén)等要素。

客座間距計(jì)算公式為

衛(wèi)生間人數(shù)比的計(jì)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(lè)設(shè)備人數(shù)比的計(jì)算公式為

其中：N娛樂(lè)設(shè)備表示各種娛樂(lè)設(shè)備的總數(shù)。

廚房設(shè)備人數(shù)比的計(jì)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(mén)比計(jì)算公式為

其中：tpn表示總的艙門(mén)數(shù)。

3）維修性維修性有2個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)：維修間隔、維修時(shí)間。維修成本在經(jīng)濟(jì)性中已考慮，其中nd為設(shè)備種類(lèi)，即

4）安全性 將0、1變量引入到對(duì)安全性指標(biāo)的評(píng)價(jià)中，則

在客艙布局安全性設(shè)計(jì)中，將飛機(jī)的適航性作為安全性的最低標(biāo)準(zhǔn)。在飛機(jī)制造商提供的選型手冊(cè)中，一般情況下會(huì)提供4～5種客艙布局方案供客戶(hù)選擇。所提供的各個(gè)方案都滿(mǎn)足CAAR和FAA適航規(guī)章要求，但各個(gè)方案的通道寬度、應(yīng)急出口配置及適航取證風(fēng)險(xiǎn)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(wèn)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(guò)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(diǎn)然后依據(jù)各屬性在問(wèn)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(gè)方案關(guān)于各屬性的優(yōu)基數(shù)依次乘以對(duì)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(guó)內(nèi)某家航空公司根據(jù)需求分析，要引入B878客機(jī)，波音公司于選型手冊(cè)中給出了4種客艙布局方案供客戶(hù)選擇，采用優(yōu)基數(shù)求和法來(lái)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(cè)，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(jì)算每個(gè)航班總收益：方案1的收益為

根據(jù)式（3）計(jì)算客座平均間距：方案1的客座間距為

根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算公式，可計(jì)算出相應(yīng)平均指標(biāo)的值，如表3所示。

根據(jù)表3各個(gè)評(píng)估指標(biāo)的確定值，采用優(yōu)基數(shù)求和法對(duì)方案進(jìn)行評(píng)估。假設(shè)4種優(yōu)化方案分別為x1，x2，x3，x4，5個(gè)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(duì)于求最小和最大的目標(biāo)函數(shù)，其優(yōu)基數(shù)的計(jì)算如下

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

現(xiàn)設(shè)各個(gè)評(píng)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(duì)優(yōu)基數(shù)進(jìn)行加權(quán)求和排序

由于該4種方案均滿(mǎn)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(shí)際情況改變各評(píng)估指標(biāo)的權(quán)系數(shù)，從而選擇滿(mǎn)足需求的選型方案。

3　結(jié)語(yǔ)

民用客機(jī)客艙布局和設(shè)計(jì)是飛機(jī)引進(jìn)工作的重要內(nèi)容，是節(jié)約航空公司運(yùn)營(yíng)成本的重要途徑之一。本文首先對(duì)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(jì)算的客艙布局評(píng)價(jià)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(gè)評(píng)估指標(biāo)，并給出了相應(yīng)指標(biāo)的計(jì)算方法，建立客機(jī)客艙布局評(píng)估模型，采用綜合評(píng)價(jià)的優(yōu)基數(shù)求和法對(duì)模型進(jìn)行求解。最后，通過(guò)B787的4個(gè)客艙布局的評(píng)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(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的多個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象。同時(shí)可以結(jié)合權(quán)重分析方法，進(jìn)一步提高評(píng)價(jià)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(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（71573122，71303110）

周?。?975—），男，上海崇明島人，高級(jí)工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)轱w機(jī)產(chǎn)品客戶(hù)化.