Диссертация (Метод долгосрочного прогнозирования развития сети внутрироссийских магистральных авиалиний на основе технологий нечёткого моделирования и нейросетевого программирования), страница 8

Этипереходы происходят в направлении от IV-ой группы к I-ой. Для сезонных авиалиний сначалапроисходит определённое наращивание регулярности, далее наращивание навигационногопериода до насыщения, наращивание регулярности до насыщения и лишь затем наращиваниеинтенсивности.Длякруглогодичныхавиалинийвначалепроисходитнаращиваниенавигационного периода до насыщения, далее наращивание регулярности до насыщения илишь затем наращивание интенсивности.В таблице 1.5 приведены основные количественные характеристики каждой из 5 группавиалиний. Доля круглогодичных ежедневных авиалиний (I-ая группа) не превышает 15% отобщего числа внутрироссийских магистральных авиалиний.

Только в отношении этихавиалиний можно чётко утверждать, что полёты на них осуществляются ежедневно в течениепрактически всего года. На авиалиниях других групп полёты выполняются либо не ежедневно,либо не круглый год.40Таблица 1.5Характеристики 5 групп авиалинийЦвет маркера№ группыIII51  53Навигационный период (недель)IIIIV13  50V<13Средняя регулярность (дней в неделю)>6≤6≥ 1,5< 1,517Количество авиалиний159345192215128(всего 1039 авиалиний)15%33%19%21%12%Таким образом, процесс эволюции магистральной авиалинии включает ряд этапов (от еёпоявления до исчезновения).

На каком этапе развития находится авиалиния можно судить по еёпериоду навигации, средней регулярности и средней интенсивности её использования дляполётов ВС в течение года. Присутствие авиалинии (прямого авиасообщения между городами)в структуре авиатранспортной сети страны не может быть определено однозначно.***На основе результатов проведённых исследований авиатранспортной сети России можносформулироватьследующиепредпосылки,использованныеприразработкеметодапрогнозирования развития сети внутрироссийских магистральных авиалиний: к 2000 году в стране в основном сложились экономические условия, способствующиеустойчивому развитию авиатранспортной сети; сеть магистральных авиалиний страны имеет безмасштабную природу, её развитиеподчиняется законам развития безмасштабных графов (для сети характерны механизмыпредпочтительного присоединения и ассортативности при образовании новых связей); невозможность однозначногоопределения присутствия в структуре сети (в силуразличных периодов навигации, средней регулярности и средней интенсивности использованиядля полётов ВС в течение года) той или иной авиалинии (прямого авиасообщения междугородами) требует использования при разработке метода нечёткого понятия «авиалиниясуществует».41ГЛАВА 2.

ЗАДАЧА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАЗВИТИЯ СЕТИ ВНУТРИРОССИЙСКИХМАГИСТРАЛЬНЫХ АВИАЛИНИЙТрадиционные методы прогнозирования развития сети основаны на использованиииндивидуальных и групповых моделей прогнозирования пассажирских перевозок для паргородов. К индивидуальным моделям относятся модели, для которых оценка параметровпроводится только по статистике, относящейся непосредственно к данной паре городов,поэтому индивидуальная модель может быть определена только для той пары городов, покоторой имеется статистика за достаточно большой период времени. Групповая модельявляется общей для многих пар городов.

Как правило, групповые модели прогнозированияразвития сети используются при формировании прогнозов, структурированных по зонамдальности или интенсивности пассажиропотока. Групповые модели более предпочтительны дляпрогнозирования авиаперевозок на отдалённую перспективу. Они также позволяют решатьзадачи прогнозирования перевозок для пар городов, которые в настоящее время не связаныавиалиниями.В настоящей работе предлагается подход к решению задачи прогнозирования развитиясети внутрироссийских магистральных авиалиний, основанный на анализе возможностиосуществления прямого авиасообщения для каждой пары городов из заданной совокупности.Чаще всего целесообразность прямого авиасообщения между двумя городами обосновываетсяавиакомпаниями наличием достаточного (с точки зрения экономической эффективности)объёма прямого пассажиропотока.

Наличие транзитного пассажиропотока, как правило,является дополнительным стимулирующим фактором. Таким образом, задача прогнозированияразвития сети внутрироссийских магистральных авиалиний может быть сведена к задачепрогнозирования существования прямого авиасообщения между двумя городами из заданнойсовокупности.В основе предлагаемого подхода лежит гипотеза о том, что существуют универсальные(не зависящие явно от времени и не привязанные к конкретной паре городов) правила,определяющие существование авиалинии (прямого авиасообщения между двумя городами) илиеё отсутствие в зависимости от характерного только для данной пары городов сочетаниязначений ограниченного количества измеряемых параметров.

В дальнейшем в работе этиправила будут называться «условиями существования» авиалинии (УСА). Выявление этихправил позволит также ответить на вопрос о существовании данной авиалинии в случаеизменения значений параметров. Перебор всех пар городов, имеющих аэропорты (входящие в42состав магистральной сети), позволит сделать вывод об изменении структуры сети в будущем.«Условия существования» авиалинии могут быть сформированы на основе статистическихданных об одновременно наблюдаемых (измеряемых) параметрах для пар городов, междукоторыми есть прямая авиасвязь или между которыми она отсутствует. Предполагается, чтоналичие транзитных пассажиров не оказывает влияние на «условия существования» прямогоавиасообщения между двумя городами, т.е. дополнительной информации о других городах нетребуется.На основе доступных статистических данных разработана информационная модель УСА.Подобные модели основаны на гипотезе о существовании статистической связи между«входом»и«выходом» системы,т.е.

отображением входной информации в выходную.Важным преимуществом информационных моделейпередматематическимиявляетсяотсутствие ограничений на сложность (например, нелинейный характер или многомерность)исследуемой связи. В отличие от имитационных моделей в информационных моделях параметр«время» не является существенным и исключается из непосредственного рассмотрения.«Время» остаётся лишь в «опосредованном» виде, поскольку исходные данные – измеряемыепараметры – соответствуют определённым моментам времени. Кроме этого, важнымпреимуществом информационных моделей является их способность сохранять своюадекватность в условиях неопределённости – в случаях нечёткости или неточных значенийизмеряемых параметров.Как правило, информационные модели уступают формальным математическиммоделям и экспертным системам по степени «объяснимости» получаемых результатов,однако отсутствиеограниченийна сложность моделируемыхсистемопределяет ихважную практическую значимость.

При разработке информационной модели определяющуюроль играет правильный выбор состава и качество содержания исходной информации.Недостаточнаямодель. В то жеинформациянепозволяетвремя избыточнаясоздать качественную информационнуюинформацияможетпривестик «зашумлению»исходных данных, что также может негативно отразиться на качестве информационноймодели.В целях детализации описания модели «условий существования» авиалинии какинформационной модели: предложен способ формализации понятия «авиалиния существует» для устранениянечёткости в определении выходной переменной модели; сформировано множество измеряемых параметров, определяющих существованиепрямого авиасообщения для пары городов;43 обоснован выбор методов и программных технологий для реализации данноймодели.2.1Формализация понятия «авиалиния существует»Для задания значения выходной переменной модели «условий существования»авиалинии необходимо выполнить формализацию нечёткого понятия «авиалиния существует».В разделе 1.3 показано, что авиалинии могут иметь различный период навигации в году, дляних может быть характерна различная степень регулярности и интенсивности движения ВС.Авиасвязь между двумя городами может возникать, исчезать, отсутствовать или сохраняться втечение года.

Это связано не только с типом авиалинии, но и с этапом её развития, т.е.авиалиниям свойственна различная «степень существования». Следовательно, бинарногоопределения наличия или отсутствия авиасвязи (существования авиалинии) недостаточно.В работе предложен вариант формализации понятия «авиалиния существует», которыйучитывает не только показатели состояния авиалинии в текущем году, но и динамику еёразвития.

Определение значения выходной переменной в зависимости только от интенсивностидвижения на авиалинии ВС в одном году не позволяет достаточно обоснованно судить остабильности состояния авиасвязи или о направлении и темпах развития прямогоавиасообщения между двумя городами. Использование информации о движении воздушныхсудов между этими городами в предыдущий и последующий годы позволяет более адекватнораскрыть содержание понятия «авиалиния существует». С этой целью были рассмотрены базыданных расписаний полётов не только 2006 года, но 2005 и 2007 годов.

На основе информациио движении ВС в эти годы были подготовлены данные о суммарном количестве вылетоввоздушных судов за год для каждой пары городов (таблица 2.1).На основании количества вылетов для каждой авиалинии в каждом году делаетсязаключение о наличии (существовании) (1) или отсутствии (0) авиалинии в данном году. Еслисуммарное количество вылетов за год < 12, то полагается, что данная авиалиния являетсяэпизодической, и делается заключение, что она отсутствует (0) в данном году (обнуляетсяколичество вылетов за год). Если суммарное количество вылетов за год ≥ 12, то делаетсязаключение, что авиалиния присутствует (1) в данном году. В итоге определяется количестволет из трёх, в которых данная авиалиния присутствует.Из трёх значений суммарного количества вылетов за год для каждой авиалинииопределяется максимальное. По этому значению нормируются все три значения суммарногоколичества вылетов за год для данной авиалинии.

Таким образом, у каждой авиалинии(с суммарным количеством вылетов за год ≥ 12 хотя бы в одном году из трёх) хотя бы однонормированное значение суммарного количества вылетов за год равно 1 (таблица 2.1).44Таблица 2.1Фрагмент таблицы, создаваемой при анализе расписаний полётов для 2005, 2006 и 2007 гг.№авиалинииАвиалиния1АБН-АЛД……8АБН-БАН……14АБН-ВВО……23АБН-ЕМВ……308АМД-ННР……377АНА-БЛР……15006ЯКТ-ЮЖХТакойСуммарное количествовылетов за годНаличие (1) илиотсутствие (0) авиалинии2005 г.2006 г.2007 г.2005 г.2006 г.2007 г.00000078001048653531672060292970подход позволяет∑летНормированное значениесуммарного количествавылетов за год2005 г.2006 г.2007 г.00000110011310,1090,10911020,3251041102110520000000000000000представитьавиалинии на поверхноститрёхмерного кубанормированных значений суммарного количества вылетов в 2005, 2006 и 2007 гг.