需求信息缺失下的航空客運(yùn)收益管理無(wú)約束估計(jì)方法研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展以及改革的進(jìn)一步深化，服務(wù)業(yè)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有愈加重要的位置，收益管理理論和方法受到了國(guó)內(nèi)包括航空客運(yùn)業(yè)在內(nèi)的相關(guān)行業(yè)的普遍關(guān)注。雖然正確的收益管理動(dòng)態(tài)定價(jià)、存量控制和超售策略能夠優(yōu)化航空公司的期望收入，但航空公司在收入上的良好表現(xiàn)卻在很大程度上取決于需求預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性，它是航空客運(yùn)收益管理系統(tǒng)順序?qū)嵤┬枨髤?shù)估計(jì)和優(yōu)化策略過(guò)程的關(guān)鍵。需求預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)是歷史無(wú)約束需求數(shù)據(jù)，隨著各種收益管理存量控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，

2、系統(tǒng)中所獲得的歷史訂購(gòu)數(shù)據(jù)往往不能完全反映真實(shí)的乘客歷史需求狀況。為了改進(jìn)航空公司收入，如何根據(jù)“定時(shí)截尾需求數(shù)據(jù)”推斷“無(wú)約束需求數(shù)據(jù)”，找回被預(yù)訂限制數(shù)量截尾掉而未被滿(mǎn)足的乘客需求，完成對(duì)需求的無(wú)約束估計(jì)，這是航空客運(yùn)收益管理需求預(yù)測(cè)中特有的難題。
　　盡管需求無(wú)約束估計(jì)是一個(gè)“歷史久遠(yuǎn)”的研究課題，但隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的來(lái)臨和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，航空客運(yùn)收益管理系統(tǒng)所記錄乘客歷史預(yù)訂數(shù)據(jù)中的需求信息缺失問(wèn)題口趨嚴(yán)重，包括乘客需求

3、的分布形式和選擇行為信息的缺失。對(duì)于航空公司來(lái)講，在收益管理無(wú)約束估計(jì)過(guò)程中忽略乘客需求信息的缺失問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致對(duì)歷史乘客需求情況的誤判，增加需求預(yù)測(cè)的誤差，帶來(lái)優(yōu)化決策的失誤，并最終造成公司收入上的損失。因此，在需求信息缺失的情況下，航空公司應(yīng)該采用怎樣的無(wú)約束估計(jì)方法對(duì)歷史乘客“無(wú)約束需求”進(jìn)行有效地、正確地估計(jì)，這是本文研究的核心問(wèn)題。
　　首先，對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀進(jìn)行了述評(píng)。然后，針對(duì)歷史預(yù)訂數(shù)據(jù)中乘客需求分布信息的缺失，將

4、所考慮的需求分布形式推廣到多種分布情況，這較現(xiàn)有研究中的正態(tài)分布假設(shè)更加符合航班艙位各“預(yù)訂提前期間隔”中的需求數(shù)據(jù)特征。為此，分別構(gòu)建了基于多種分布形式的航空客運(yùn)收益管理單艙位需求無(wú)約束估計(jì)EM算法和PD方法。由于需求無(wú)約束估計(jì)是航空客運(yùn)收益管理系統(tǒng)中“無(wú)約束需求預(yù)測(cè)”成功實(shí)施的關(guān)鍵步驟，對(duì)其準(zhǔn)確性和有效性進(jìn)行正確評(píng)價(jià)的難點(diǎn)技術(shù)是建立符合航空客運(yùn)收益管理實(shí)踐的仿真模型。針對(duì)已有研究?jī)H對(duì)基于正態(tài)分布的單艙位無(wú)約束估計(jì)方法進(jìn)行了仿真比較，

5、本文利用控制論以及計(jì)算機(jī)仿真機(jī)制，根據(jù)航空客運(yùn)收益管理單艙位需求無(wú)約束估計(jì)實(shí)踐，在考慮乘客需求分布信息缺失的情況下，建立了基于多種分布形式的單艙位方法仿真比較模型，根據(jù)實(shí)際航班客運(yùn)需求數(shù)據(jù)，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)基于正態(tài)、對(duì)數(shù)正態(tài)和伽瑪分布的單艙位EM算法和單艙位PD方法的準(zhǔn)確性、有效性以及它們對(duì)航空公司收入的影響分別進(jìn)行了比較和評(píng)價(jià)。仿真結(jié)果驗(yàn)證了仿真比較模型的有效性，表明了:1）決定所評(píng)價(jià)基于各分布形式的單艙位無(wú)約束估計(jì)方法之間性能差異的主

6、要因素包括:歷史乘客“初始需求”向“零點(diǎn)”偏斜的趨勢(shì)、以及需求數(shù)據(jù)的離散程度和受截尾程度;在選擇單艙位EM算法和單艙位PD方法所基于的分布形式時(shí)，需求水平不是需要被考慮的主要因素;另外，參數(shù)τ對(duì)單艙位PD方法分布形式的選擇也有著決定性的作用。2）對(duì)無(wú)約束估計(jì)方法所基于分布形式的選擇不當(dāng)會(huì)給航空公司利潤(rùn)造成重大損失，驗(yàn)證了在航空客運(yùn)收益管理單艙位需求無(wú)約束估計(jì)過(guò)程中使用基于多種分布形式EM算法和PD方法的必要性，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

7、>　　同時(shí)，本文在綜合考慮歷史預(yù)訂數(shù)據(jù)中乘客需求分布和短視行為信息缺失的情況下，構(gòu)建了基于多種分布形式的航空客運(yùn)收益管理多艙位需求無(wú)約束估計(jì)Spill模型。根據(jù)航空客運(yùn)收益管理多艙位需求無(wú)約束估計(jì)實(shí)踐，采用數(shù)值算例將所提多艙位Spill模型與傳統(tǒng)單艙位Spill模型進(jìn)行了比較分析。結(jié)果表明，數(shù)據(jù)的離散程度是影響基于各分布形式的多艙位Spill模型無(wú)約束估計(jì)效果的主要因素，驗(yàn)證了所提多艙位Spill模型能有效避免無(wú)約束估計(jì)過(guò)程對(duì)同航班艙位

8、間歷史乘客“初始需求”的高估。
　　另外，由于現(xiàn)有的收益管理多航班需求無(wú)約束估計(jì)方法假設(shè)乘客到達(dá)時(shí)的購(gòu)買(mǎi)決策是一次性的，未能考慮策略型乘客的跨期替代行為，本文利用隨機(jī)過(guò)程理論，基于乘客偏好排名列表構(gòu)建了考慮乘客策略行為的非參數(shù)離散選擇模型，針對(duì)歷史預(yù)訂數(shù)據(jù)中乘客需求策略行為信息的缺失，提出采用EM算法對(duì)乘客到達(dá)率和非參數(shù)離散選擇模型的概率質(zhì)量函數(shù)進(jìn)行聯(lián)合估計(jì)，并構(gòu)建了考慮歷史乘客策略行為的“初始需求”多航班無(wú)約束估計(jì)計(jì)算方法。根據(jù)