飞机选型问题研究的整理及思考

吴雯静

【摘  要】随着航空运输业的不断发展，航空公司对运输的需求不断增长，购买新的飞机成为公司发展的一个重要战略。目前购买新的飞机所考虑的因素不仅是成本这一方面，需要考虑很多方面的因素，是一个复杂的多目标决策问题。通过对文献的梳理与总结，论文考虑了经济方面、技术方面、环境方面和飞机内部质量这几个因素，拟运用区间二元组语义VIKOR方法来解决这个复杂多目标问题。运用区间二元组语义VIKOR方法和层次分析法分别计算出所选标准和子标准的权重并进行比较，以证明所选方法的有效性。

【Abstract】With the continuous development of the air transport industry， the demand of airlines for transportation is increasing， so the purchase of new aircraft has become an important strategy for the development of the company. At present， the consideration of purchasing new aircraft is not only the cost， but also many factors， which is a complex multi-objective decision making problem. By combing and summarizing the literature， the paper takes into account the economic， technical， environmental and aircraft internal quality factors， and intends to use the interval binary semantic VIKOR method to solve this complex multi-objective problem. The weights of selected criteria and sub-criteria were calculated by using interval binary group semantic VIKOR method and analytic hierarchy process method respectively and compared to prove the effectiveness of the selected method.

【关键词】飞机类型;区间二元组语义;航空运输

【Keywords】aircraft type; interval binary semantic; air transport

【中图分类号】 F562                               【文献标志码】A                                   【文章编号】1673-1069（2020）03-0166-02

1 引言

日益增加的运输需求使得航空公司不断扩大自己的机队规模，购买新的飞行器以满足自身的发展需要，从而在整个行业中占领主导地位。在制定购买战略前识别自身的需求是十分重要的。目前对于航空公司来说，购入新的飞机已经不仅仅是考虑成本问题这样单一了，是一个复杂的多目标决策问题。做出最优的决策不仅能够帮助航空公司做出更好的选择来满足需求，并且可以让制造商更好地了解航空公司的需求。航空公司事前运用此模型更好地了解自己的需求，事后用这个选择更适合的机型满足自己的需求。制造商事前用更好地满足航空公司需求，事后用可以和对手进行比较，提出更好的模型去修正和完善旧模型。目前对于飞机类型决策问题的研究主要分为五个方面：技术方面、经济方面、服务质量、环境和其他方面。其中技术方面主要涉及飞机和机场特性以及飞机性能有关的标准，每篇论文中都考虑了这些方面。经济方面主要考虑不同类别的成本，也很经常被考虑在文章内。乘客质量方面是指服务质量，可能包括对顾客很重要的各种标准。环境方面近来很受欢迎，但这需要飞机制造商生产出低油耗、低噪音等高性能环保型飞机，所以很少有作者考虑这方面。其他方面主要是指无法归入前几个方面的，如与公司发展战略契合、稳健性、交货时间、付款条件等。

2 文献综述

近年来，国内外对于飞机类型选择问题的文献众多，考虑的因素和使用的方法都有所不同。2003年，Bharda考虑了航空公司和旅客的需求之间的关系，他认为乘客、距离和枢纽机场的类型可以帮助航空公司更好地做出选择。2007年Wang和Chang提出了一个系统的评估模型，从飞行员和训练员的角度来看，以帮助空军学院选择最佳训练飞机，作者使用MCDM方法确定评估标准的重要性权重，并使用TOPSIS以三角模糊数描述的语言术语获得可行替代方案的绩效评级。2011年Ozdemir等人运用了ANP（分析网络过程）模型来为土耳其机场选择中型、单通道飞机。他们考虑了成本、时间等方面，将其作为标准来建立ANP模型。2012年Gomes等人使用多标准决策辅助方法NAIADE选择在巴西进行区域租赁的飞机。2015年                      对近年来常用的两种解决飞机类型决策问题的MCDM方法（模糊层次分析法和偶数交换法）进行了比较，将两种方法用于一个实际的机场，并改变其中一些參数来观察两种方法的灵敏度。在2018年对飞机类型决策这个多目标决策问题标准进行评价时，提出了不同于前人的标准：增值指标（交货时间、付款条件、机队通用性和舒适度），建立了模糊成对比较矩阵并运用到实际的算例中进行求解，得出最优结果。

3 研究设想

论文拟采用模糊评价的方法来对影响飞机类型选择的因素进行分析，对于权重的计算选择其他的方法得出最终的排名，然后将此方法与单运用模糊层次分析法得出权重排名的方法进行比较。

3.1 研究方法

决策者因为时间压力、缺乏经验和数据等原因对于影响飞机类型选择的因素的评价打分是不确定的，会造成一个给定的标准估算出不同的结果，这些不同类型的信息很难用精确的或者模糊的逻辑方法，因此，引入了区间二元组语义，该模型的优点是决策者可以通过使用具有不同粒度的不确定性和/或语义的语言术语集来表达他们的偏好，区间二元组模糊方法更加灵活和精确。步骤如下：

第一步先将语言决策矩阵转换为区间二元组模糊矩阵;第二步将语言权重矢量转化为二元组模糊语言权重矢量;第三步是整合一下决策者的意见，建立一个区间二元组语义决策矩阵;第四步是整合决策者提供的标准的权重来决定二元模糊语言的权重矢量;第五步是决定出理想的上界和下界;第六步计算出二元模糊语言的距离;第七步和第八步是计算几个二元组;第九步是通过递增顺序对二元组进行排序来对备选方案进行排序，结果是一個排名列表;第十步是提出一个折中的解决方案。VIKOR这个方法的目的是排序和选择。该方法不仅可以避免以前在语言信息处理中出现的信息失真和丢失，还可以模拟决策者在供应商选择中提供的评估信息的多样性和不确定性。关于论文所考虑的因素主要分为以下几个方面，选择五个备选方案、四个决策者、四个标准和八个子标准。四个标准分别为经济表现、技术性能、环境影响和飞机内部质量。八个子标准分别为飞机价格、制作成本、巡航速度、自动化、座位舒适度、机舱行李舱大小、噪音和环境污染。拟定一个虚拟的机场，有五架可供购买的飞机，四位决策者代表，两位为航空公司管理者，两位为飞机制造企业的管理代表。根据他们的语言决策转化为区间二元组模糊矩阵，然后根据区间二元组语义算法流程进行计算得出最终的排名。

另一种模糊评价的方法为层次分析法，将专家意见语言转化为成对比较矩阵，建立层次分析模型，层次分析法的优先级推导用的是特征向量法，从第一阶段的成对比较矩阵中得出优先级最高的几个因素，第二阶段是建立备选方案的成对比较矩阵。然后根据各自的权重得出最终的排名，并将这两种方法进行比较。区间二元组语义VIKOR方法的优点在于：此方法在语言信息处理中具有确切的特征，它可以有效地避免以前在语言信息处理中出现的信息丢失和失真;可以同时考虑定性和定量的标准，而且这是一个通用的方法，可以考虑任何数量的定性和定量的标准;将决策者的想法用模糊的语言表达而不是精确的数字，更能表达他们真实的想法。层次分析法在决策过程中容易造成信息的丢失，所计算出的结果排名之间很容易被取代，并且确定权重的方法过于单一，容易不被人信服。

3.2 研究结论

文章拟选用四个标准和八个子标准，五个备选方案，将区间二元组语义VIKOR方法首次运用在飞机类型问题这个复杂多目标决策问题中，在计算标准和子标准权重方面是合理的，防止决策者在决策过程中信息的丢失和扭曲。将此方法与层次分析法进行比较，此方法保证了决策者在决策过程中信息的完整性，并且最终排名的可靠性较高。

4 结语

本文主要把飞机类型决策问题当成是一个复杂多目标决策问题，首先描述近年来国内外关于影响飞机类型决策的具体因素，主要分为技术方面、经济方面、服务质量、环境和其他方面这五个方面，总结关于解决飞机类型问题所使用的方法和模型。通过阅读大量飞机选型和航空运输方向的文献，初步确定了一个研究方向，即运用区间二元语义VIKOR方法进行权重的计算得出最终排名，并与层次分析法计算权重的决策方法进行比较，凸显出所选方法的优点。未来考虑的方向是关于决策者选择方面可以更加多元化而不是仅仅选择高层管理者，或者将两种模型进行敏感性分析，得出更加让人信服的结论。