基于复杂网络传播动力学的航班延误传播特性分析

摘要

针对现有易感染者-已感染者-已恢复者(susceptible-infected-recovered, SIR)模型未考虑机场网络的拓扑结构对航班延误传播影响的问题，基于复杂网络理论计算机场网络的拓扑特征指标，利用熵权优劣解距离(technique for order preference by similarity to ideal solution, TOPSIS)方法评估各个机场的综合重要度，将全部机场分为若干个类，据此建立不同类别机场航班延误传播的改进SIR模型，并求解模型的传播阈值；以2023年中国机场网络为例，将全部机场划分为5类，并用改进的SIR模型仿真不同初始条件下机场的航班延误传播。结果表明：改进的SIR模型在仿真延误传播时更具适用性；机场的综合重要度越高，延误传播范围越广、速度越快、恢复周期越长；当多个机场的航班发生延误时，E类机场的延误传播能力明显提升；机场网络拓扑结构对延误传播具有抑制性，延误难以波及全部机场。改进的SIR模型展现了机场重要度对延误传播的差异化影响，为航班延误管理策略的制定提供了参考。

关键词

航空运输管理 / 延误传播 / 复杂网络 / 熵权TOPSIS / 传播动力学 / 传播阈值