航空公司之營運與機隊機艙規劃

根據楊政樺（民 90）對航空公司營運概況的歸納與整理，航空公司的客運成本可分 為固定成本與變動成本。其中航空公司對固定成本的支出，大致可分為機務維修費用(人 事)、飛行員費用、空服員費用、保險費用、利息費用、折舊費用、租金費用、運務費 用及行政費用等項目。變動成本則包括油料費用、機務維修費用(材料)、機上服務費、

艙勤服務費、地勤代理費用等。而在本研究中，由於航空公司之實際成本項過於繁雜且 一般多將成本資料視為機密而難以取得，故採用 Swan and Adler (2006)所校估之參數來 推估每班飛機之飛航成本，即航空公司某機型於特定航線之單一頻次飛航成本可以機位 總數、航程等參數表示。過去與航空客運之機隊與機艙規劃相關之文獻，多著重在服務 頻率、機型大小、營收管理的艙位配置等。許巧鶯、劉素妙(民 91)在航空客機機隊規劃 之採購/汰換時程之研究，顯示航空公司之機隊航機購置/汰換時程會對航空公司之營運 成本造成影響，航空公司對未來需求所做的預測越準確，則其期望成本會較小。

在服務頻率上，早期研究 Teodorovic (1983, 1986) 利用單目標線性規劃及多評準模 式求解最適頻次與機型。Teodorovic (1983) 將旅客需求時間間隔及旅客實際與期望出發 時間的差值視為隨機變數，構建機率密度函數，以單一航線為研究對象，藉由頻次、平 均旅客需求量、平均旅客延滯時間關係式，探討航空公司承載量與服務水準之關係。

Teodorovic (1986) 計算可提供旅客最高服務水準下之頻次，並以之作為機型選擇時之輸 入值，考量多項評估準則，藉由準則之重要性次序，決定機型選擇之順序。由於航空公 司決定頻次時，除須衡量營運成本外，同時亦須考量旅客服務水準，且此兩項目標相互 衝突，因此 Teodorovic and Krcmar-Nozic (1989) 以非線性整數規劃構建多目標模式，同

時考慮最大化航空公司利潤、最大化旅客數及最小化旅客航班延滯等目標，並應用 Monte Carlo 模擬法求解，規劃最佳航班頻次。Hansen (1990)則以服務頻率、費率、飛 行距離表示旅客之效用函數。Norman and Strandens (1990)連結服務頻率與旅客的等候時 間成本，構建一個機率性航空需求模式；而在機型大小方面，Hanson and Wei (2005)以 巢式羅吉特模式研究機型大小與服務頻率、座位數與費率之關係，發現提升服務頻率比 提升機型大小對於航空公司的市佔率較有影響。

至於在客機機型內部艙位數的規劃方面，過去研究多與隸屬於營收管理(Revenue Management)的艙位配置(seat allocation)相關。所謂「艙位配置」乃是指當旅客對某班次 之機位需求超過機位容量時，將某一航班之艙位空間做最有效的管理，藉由決定是否接 受或拒絕進入訂位系統要求，來求取最大的期望效益，所以艙位配置的主要問題乃在配 置一架班機上不同費率等級的訂位人數。根據 Smith et al. (1992)在其研究中的估計，

American Airlines 在 1989 年由於對艙位配置的有效控制，帶來的收益高達 4.5~5 億美元，

提升了 5%的營運收入比例；United Airlines 所帶來的淨收益也高達 1~2 億美元。根據張 有恆 (民 92)之研究，艙位配置又可分為靜態巢式、動態巢式、Lee and Hersh (1993)等模 式。若採用靜態巢式(static nested)策略在事前做配置，因為對艙位做事前的區隔限制，

無法因應與配置情況不同訂位需求到達情況，產生配置決策的僵固性。而動態巢式 (dynamic nested)策略雖改善此問題，但採取一天一次的決策更迭，使得隨起飛日期而變 化之訂位需求到達形態無法被完整考慮。Lee and Hersh (1993)模式採用了動態規劃來處 理此問題，但是當所處理問題規模擴大時，較容易產生求解困難之問題。表 2.1 整理過 去針對航機機隊與機艙規劃重要結論。

表 2.1 航空公司之營運與機隊機艙規劃內容摘要

文獻 研究主題與結果發現

Backmann (1958)

最早提出超額訂位之最佳化之靜態模式，探討單一航段與 單一費率之情況

Teodorovic (1983)

以機率密度函數，以單一航線為研究對象，藉由頻次、平 均旅客需求量、平均旅客延滯時間關係式，探討航空公司 承載量與服務水準之關係

Teodorovic

(1983; 1986) 利用單目標線性規劃及多評準模式求解最適頻次與機型 Teodorovic

(1986)

計算可提供旅客最高服務水準下之頻次，作為機型選擇時 之輸入值，考量多項評估準則，藉由準則之重要性次序，

決定機型選擇之順序

表 2.1 (續)

文獻 研究主題與結果發現

Teodorovic and Krcmar-Nozic

(1989)

以非線性整數規劃構建多目標模式，同時考慮最大化航空 公司利潤、最大化旅客數及最小化旅客航班延滯等目標，

並應用 Monte Carlo 模擬法求解，規劃最佳航班頻次 Hansen (1990) 以服務頻率、費率、飛行距離表示旅客之效用函數

Hansen (1990)

某機型於特定航線之單一頻次飛航成本可由機位總數、航 程等參數表示

Norman and Strandens (1990)

連結服務頻率與旅客的等候時間成本，構建一個機率性航 空需求模式

Smith et al.

(1992)

American Airlines 在 1989 年由於對艙位配置的有效控制，

帶來的收益高達 4.5~5 億美元，提升了 5%的營運收入比 例；United Airlines 所帶來的淨收益也高達 1~2 億美元 Lee and Hersh

(1993)

模式採用動態規劃處理，但是當所處理問題規模擴大時，

較容易產生求解困難之問題

Andersson (1998)

研究斯堪納維亞航空系統(SAS)，研究當旅客所偏好的艙 等售完時，有 buyup 或向其他家航空購買的機會，發現價 格為主要的選擇影響控制變數

Hanson and Wei (2005)

以巢式羅吉特模式研究機型大小與服務頻率、座位數與費 率之關係，發現提升服務頻率比提升機型大小對於航空公 司的市佔率較有影響

許巧鶯 與 劉素妙 (2002)

航空公司之機隊航機購置/汰換時程會對營運成本造成影 響，航空公司對未來需求所做的預測越準確，則其期望成 本會越小

王彥超 (1999)

透過成本效率的觀點，使用符合全面凹性更具彈性之對稱 性一般化影子成本函數來檢視國內各航空公司民國 78-86 年期間之分配扭曲對密度報酬、投入要素需求量（勞動、

燃油、固定要素及其他）及成本的影響，以了解各航空公 司無效率之所在

張有恆 (2003)

艙位配置可分為靜態巢式、動態巢式、Lee and Hersh 等模 式。若採用靜態巢式策略，將產生配置決策的僵固性。動 態巢式策略雖改善此問題，但隨起飛日期而變化之訂位需 求到達形態無法被完整考慮

表 2.1 (續)

文獻 研究主題與結果發現

楊政樺 (2001)

航空公司的客運固定成本大致可分為機務維修費用、飛行 員費用、空服員費用、保險費用、利息費用、折舊費用、

租金費用、運務費用及行政費用。變動成本則包括油料費 用、機務維修費用、機上服務費、艙勤服務費、地勤代理 費用等

張有恆 (2003)

艙位配置可分為靜態巢式、動態巢式、Lee and Hersh 等模 式。若採用靜態巢式策略，將產生配置決策的僵固性。動 態巢式策略雖改善此問題，但隨起飛日期而變化之訂位需 求到達形態無法被完整考慮

汪坤發 (2005)

研究低成本航空公司在台灣營運之可行性，研究基礎主要 是來自 AirAsia 航空公司的訪談以及台灣地區相關要素 之研究，認為台灣是一個營運低成本航空業務的高潛在市 場區域

小結：

過去已有文獻構建數學模式探討航空公司最適機型、頻次等問題，以及建立頻次、

平均旅客需求量、平均旅客延滯時間關係式，探討航空公司承載量與服務水準之關係。

另一方面，以短期角度，探討超額訂位問題和旅客需求以及航空公司收益關係的研究亦 有許多，研究結果發現艙位配置的有效控制，可提升航空公司收益。然以長期角度，將 動態市場和供需互動納入考量之航空公司最適機隊規劃和機艙內部空間設計的研究則 較少見。