Decision Models for Cargo Container Loading with an Intermediate Hub

In this research,optimization models for air freight forwarders that considers renting air containers and assigning cargos to containers are proposed with the objective to minimize total operating cost.The transportation network consists of an intermediate hub which is used for unloading and sorting cargos before the delivery to destinations.The models provide operational decision at both regions and hub.The proposed models are formulated based on the cargo demand information provided by the forwarders’customers.The models are applicable for air freight forwarders to plan their bookings with airlines with either regular shipment or irregular demand of cargos during peak season.The proposed models take into account constraints related to weight and volume limits of containers and also on constraints related to available containers.The computational results show that the proposed models can be used for practical air cargo planning.A two-phase method is also proposed in order to generate solutions for large instance data sets.The obtained results from the paper also suggest new research directions in this field.

基于装卸顺序的中型机多航段协同配载优化

多航段、多经停的航空货运航班,飞行过程中需要合理控制飞机的重心(CG)位置,保持平衡状态,中转站装卸操作过程中需要避免额外装卸操作,减少时间和劳力浪费,因此,研究多航段航班的协同配载问题具有重要现实意义。根据航空器自身特点与集装器(ULD)装卸顺序,结合各航段飞机装载平衡与过站机场ULD装卸操作要求,通过协调分配各航段ULD和散货位置,建立了中型机联程航班多目标整数线性规划模型。模型考虑了ULD和散货的质量、体积及与舱位的匹配限制,航空器限重、舱位限重、舱位及区域累积限重、上下舱联合限重和CG位置的平衡限制,以及前后航段ULD和散货的连接性约束。根据造成中间机场额外装卸操作的2种原因,基于装卸顺序,提出装卸优化模型,通过ULD的舱内平移,优化了CG,减少了装卸次数。以B757-200F机型为例,在两装一卸、一装两卸和两装两卸3种场景下,采用商用求解器Gurobi,分别针对3种不同目标函数组合进行求解和分析对比。实验表明:所提模型可以有效协调过站货物的额外装卸次数,优化前后两航段的CG位置。

中国航空货运时空格局演变与影响因素研究

航空货运是交通运输的重要组成部分,能够有效配置全球和大区域尺度的优质资源,从而对区域经济发展有着重要作用。文章基于2000—2019年中国航空货运的空间统计数据和面板数据,以机场所在城市为基本单元,剖析了过去20年间中国航空货运的发展过程与时空格局演变特征,并构建回归模型揭示了中国航空货运格局的影响因素。研究表明:1)中国航空货运在过去20年间从快速发展阶段过渡至平稳发展阶段;2)中国航空货运区域间差异显著,货运量主要集中在东部地区;过去20年间,中国航空货运重心位于徽鄂豫三省交界处,呈现河南→安徽→湖北的迁移趋势;3)中国航空货运格局保持相对稳定,以“北上广深”为核心的菱形空间格局得到强化;4)中国航空货运的发展受城市规模、产业结构、地面交通发展等因素影响,但各因素对空港型国家枢纽城市与非枢纽城市的影响有着显著差异。

《国际航空货物运输》课程的思政元素挖掘与实践

为提升《国际航空货物运输》课程的思政教育效果,根据课程具备专业性和实践性的特点,从课程思政“讲什么”“怎么讲”两个关键问题出发,从思政元素的挖掘、课程内容的设计、教学方法的改革、思政目标的实现四个方面探讨该课程思政元素的深度融入,实现思政元素与课程内容的无缝衔接、有效实施,培养学生的家国情怀、专业归属感、精益求精的工匠精神、遵法守规的职业素养,实现知识传输、能力培养与价值塑造的有机融合。

数据驱动的航空货物全货机和客机腹舱运输风险分析

为保障航空货物运输安全,基于美国管道和危险材料安全管理局不安全事件数据库,结合贝叶斯网络模型对全货机和客机腹舱货物运输的威胁性、脆弱性进行概率推理,利用模糊损失量化后果严重性,最后计算全货机和客机腹舱货物运输的风险值。研究结果表明:全货机货物运输风险值为9.01,客机腹舱运输货物风险值为46.66,全货机货物运输风险性低于客机腹舱;基于风险分析结果,可从合理规划航空危险品运输种类,加强对未申报危险品的检查和识别,规范收运核查制度等方面优化货物风险管理。研究结果可为航空货运安检策略调整提供理论支持。

基于SHELL模型的航空货物运输安全问题研究

文章阐述了SHELL 模型的基本理论,分析了航空货物运输的基本流程及常见安全问题,应用SHELL模型重点探究航空货物运输中人与硬件(L-H)、人与软件(L-S)、人与环境(L-E)及人与人(L-L)的要素特征与关系界面,梳理引发安全问题导致不安全事件的原因,提出缩小关系界面空隙、提高关系匹配度的措施,保障航空货物运输安全,促进航空货运持续稳定发展。

民用航空运输载重配平问题研究综述

为了解当前飞机载重配平的发展水平和研究进展,并为后续配载技术研究与应用提供借鉴,首先,介绍了载重平衡中的重量、重心和重心包线的概念。其次,总结了民用航空货运配载问题的3个研究方向:货物运输计划、货物装箱问题、集装器装载配平问题,并根据研究时间进程将集装器装载配平问题分为启发式算法和(混合)整数线性规划方法。然后,介绍了配载技术的发展及应用现状,总结分析了航空公司配载发展过程,把配载技术的应用发展分为手工配载、计算机辅助的半手工配载、自动配载3个阶段;通过文献综述发现,近期配载研究由于采用简化的目标重心偏差约束,从而造成研究与实际应用出现较大差距。最后,对配载技术提出了展望,认为未来的配载技术将以实际重心包线为基础,由枚举法过渡到整数规划方法,逐步实现配载优化,并借助机器学习等技术融入公司偏好和运行经验,从而实现属于航空公司偏好的智能配载方案。

双循环格局下中国航空货运枢纽物流供需非均衡研究

作为畅通经济双循环的关键节点,航空货运枢纽物流供需均衡发展是构建双循环新发展格局的前提和基础。基于网络节点连通性水平识别航空货运枢纽,并借助非均衡理论构建航空物流供需非均衡模型,研究2010-2019年中国国内与国际航空货运枢纽物流供需非均衡性。结果显示:国内航空货运枢纽包括北京首都、上海浦东、广州白云、深圳宝安、郑州新郑、西安咸阳等38个机场,其中北京首都、广州白云、上海浦东、深圳宝安同时也是国际航空货运枢纽。观测期内,每年约一半的国内航空货运枢纽表现为物流供给不足,少部分枢纽趋于相对均衡状态,其他则表现为供给过剩。上海浦东、石家庄正定、烟台蓬莱、昆明长水、天津滨海、福州长乐、西安咸阳等枢纽的供给不足现象较严重;深圳宝安、贵阳龙洞堡、银川河东、呼和浩特白塔等枢纽的供给过剩现象较严重。相较而言,中国国际航空物流供给不足现象更严重,尽管近年来有轻微缓解趋势,但并未实现根本逆转。最后,提出了中国航空货运枢纽实现物流供需均衡发展的分类对策建议。

后疫情时代国际航空货运物流发展趋势

围绕后疫情时代国际航空货运物流产业发展趋势,分析了当前外部环境及产业本身发展存在的制约和不足,并探讨了未来发展趋势。在外部环境分析中,指出国家政策支持、世界经贸环境不确定性、社会环境变化等因素对物流市场产生的影响。在发展制约和不足方面,探讨了航油价格波动、货运枢纽机场缺失、全货机发展滞后、行业竞争激烈、服务链条存在信息壁垒等问题。最后对未来的发展趋势进行了展望,提出了通过金融衍生品进行物流成本控制,建设航空货运枢纽机场提升物流效率,引进全货机改善运力结构,提升全程全链条综合物流服务水平,以及坚定进行数字化转型等一系列可行的战略举措。

中国机场货运规模体系分布特征及其演变——基于“位次—规模”法则的实证检验

利用“位次—规模”法则,可以对中国机场货运规模体系分布情况(Zipf指数)进行估算。研究表明:目前,中国机场货运规模体系呈现出以上海浦东、北京首都、广州白云、深圳宝安四大机场为核心枢纽,成都双流、杭州萧山、郑州新郑三大机场为区域枢纽的“4+3+N”空间发展格局;中国机场货运规模体系Zipf指数低于美国同期的15.11%,且近年来呈逐渐下降趋势;考虑空间维度的空间滞后模型(SLM)估计结果显示,中国机场货运规模体系存在空间竞争,2009—2018年Zipf指数为0.505~0.597,普通最小二乘法(OLS)模型高估了中国机场货运规模体系Zipf指数达12.04%。通过定量测度中国机场货运规模体系分布情况,可以为行业管理者和政策制定者优化中国机场货运规模体系提供新的决策依据。

新冠疫情背景下航空物流网络的鲁棒优化

为应对新冠疫情影响背景下客机航线中断导致客机腹舱运力减少的风险,以最小的成本提升航空物流网络的鲁棒性,提出不确定客机腹舱运力情境下全货机航线配机及路径优化问题研究。以网络总成本最小化为目标,考虑“客机腹舱+全货机”的运输方式、城市间的航空货运需求、运输距离等因素,建立了客机腹舱运力不确定环境下航空物流网络鲁棒优化模型,并采用列与约束生成(C&CG)算法对模型进行有效求解。通过S货运航空公司案例数据,研究航空物流网络航线优化布局问题。通过案例分析证明,运用两阶段鲁棒优化方法,可有效降低航空物流网络受客机腹舱运力减少导致的成本变动;在客机航线完全中断的状况下,所提方案可以降低航空物流网络20.7%的成本。运用两阶段鲁棒优化方法有利于决策者灵活进行全货机配机选线,在客机腹舱运力不确定影响背景下兼顾航空物流网络的经济性和鲁棒性。

考虑碳排放的航空货运网络优化

为实现枢纽航线网络在经济效益与环境效益上的平衡,针对非严格的无容量限制单分配的P-hub货运航线网络优化问题,建立以经济成本最小为第一目标、以CO_(2)排放量最小为第二目标的双目标优化模型。然后,基于国内顺丰航空公司的实际航线运营数据,利用MATLAB软件编程求解,分别对设置不同枢纽数量下的航线网络进行讨论分析。结果表明:网络运营成本随着枢纽点数量的增加呈现先减少后增加的趋势,飞机在运行过程中产生的CO_(2)排放量也会呈现相同趋势;当枢纽数量为5个时,枢纽航线网络在降低运输成本方面具有较好优势,枢纽数量为4个时,网络在降低碳排放成本方面具有较好优势。

不同攻击方式下航空货运网络的抗毁性研究

为解决我国航空货运网络在遭受不确定因素攻击后货邮不能正常运转问题,因此从随机和蓄意攻击两方面研究网络的抗毁性能。收集我国2021年全货运航空数据,建立全货运航空网络并对该网络的拓扑结构进行分析。基于此,采用抗毁性测验指标对我国航空货运网络在不同攻击方式下的抗毁性表现进行评判。研究结果表明,蓄意攻击比随机攻击对我国航空货运网络的破坏程度更大;边失效下的网络相比于点失效下的网络抗毁性更强;在蓄意攻击下,度攻击和重新计算最大度攻击对网络的破坏能力均很强。货运航空网络遭受一定程度的攻击后,部分节点(航线)失效,需要进行货流重分配。研究结果可以定位关键机场节点或者航线,从而采取相应的保护措施,避免不必要的经济损失。

考虑货物时效性的空运货流分配研究

从航空货运公司的角度出发,以轴辐式运输网络为基础确定枢纽个数和位置,接着以运营成本最低为目标函数,在传统的货流分配模型中添加飞机容量、运输时间等多种约束条件,平衡考虑运输成本和运输时间,建立了综合运力配置、货流分配和运输时间限制问题的混合整数规划模型.以中国国际货运航空公司为算例,利用Gurobi优化器对模型进行了求解.结果表明在联合优化基础上,综合考虑货物的运输成本和运输时间,得到的运输成本降低了27.4%.

疫情下基于Petri网的国际航空货运进口流程建模与分析

国际航空货运进口流程是航空运输的重要组成部分,但在新冠疫情期间存在疫情输入的风险,为消除风险并缓解航空货运站拥堵情况,构造国际航空货运进口流程Petri网模型,利用工作任务分析法进行疫情传播风险的识别,并考虑疫情风险输入情况重构Petri网模型,进而引入随机Petri网及其同构的马尔可夫链,对模型进行性能分析,结合实际作业流程指出流程存在的问题,对提升疫情下国际航空货运进口流程的效率提出了建议。

我国航空货运网络空间结构演化分析

以近十年我国航空货运网络为研究对象,采用复杂网络理论和GIS空间分析技术相关指标,分析我国航空货运网络空间结构演化特征及其变化规律。研究结果表明:(1)我国航空货运网络长期处于“东密西疏”态势,网络具有“高聚类,低平均”的小世界特征,网络规模不断扩大,网络结构不断优化,网络密度呈现递增趋势,平均路径呈小幅递减趋势;(2)从节点中心性来看,北京、上海、广州、深圳具有较高的稳定性,中心化程度较高;包括成都、重庆、西安、乌鲁木齐在内的西部城市的度数中心度、接近中心度、介数中心度逐步增加,在网络中的地位、价值和控制力得到提升;(3)我国航空货运机场的重心逐渐向西南方向转移,机场覆盖范围呈现扩散趋势,扩散幅度趋于平缓。

大型航空货站站房地基加固技术研究

大型航空货站的站房具有面积大、荷载大的特点,对地基承载力有较高要求。针对大型货运区站房工程,提出了减沉疏桩的地基加固方案,通过现场试验和有限元模拟证实了减沉疏桩可以有效控制货站站房地基的工后沉降,并根据试验结果对减沉疏桩的加固工艺提出了优化。

浅谈航空货站在企业转型升级下的运营模式

我国社会经济开始进入高质量发展阶段,航空货站凭借其衔接空中运输与地面服务的作用也越来越受到大家的重视,被提升到了国家战略层面。文章通过分析航空货站变革的动因及其存在的困难,提出航空物流企业货站应对变革的策略以及航空货站未来的发展方向。

全风冷式冷藏集装箱船开发关键技术

以某634 FEU全风冷式冷藏集装箱船为例,介绍该类细分船型的整体设计理念及船型特征。阐述该船在尺度参数及船舶能效设计指数(Energy Efficiency Design Index,EEDI)论证、冷藏箱货舱通风设计优化、电力系统设计优化和船体横舱壁结构设计优化等方面的关键技术,重点介绍采用“横向通风”设计的货舱满载风冷式生鲜冷藏箱的散热方案和计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)仿真预报结果,为同类型全风冷式冷藏集装箱船的开发设计提供参考。

大型集装箱船货舱通风管路选型分析

针对某大型冷藏集装箱船货舱通风管路系统常用的钢质圆形风管和螺旋风管,从布置、选材、标准、成本、制作安装维修以及腐蚀量等方面进行或比较,分析螺旋风管在集装箱船货舱通风应用的优缺点和前景,结果表明,满足使用要求时选用螺旋风管在各方面都有更好的效果,局部特殊区域仍需选用钢质圆风管。