作者：黄蕾 谢可欣 梁哲
文章作者：
黄蕾，杭州优迈科思UMAX算法团队
谢可欣、梁哲，同济大学经济与管理学院
航空收益管理（Revenue Management, RM）是航空公司提高航线中短期运营收入的主要手段。
我们将通过多期内容逐一为大家介绍收益管理的概念、组成、算法。本期简单介绍收益管理的内涵、收益管理人员的日常工作、收益管理系统的作用及关键技术。
01
引 言
收益管理在二十世纪八十年代起源于美国航空运输业。美国航空公司（American Airline, AA）通过库存控制来进行收益管理，也就是说通过选择性接受或拒绝旅客的订座来实现收入的最大化。
收益管理的目标通常表述为“五个正确”：在正确的时间、正确的渠道、把正确的产品以正确的价格销售给正确的旅客。这揭示了实施收益管理的一个重要前提：市场是可以细分的，并且产品或服务的提供方能够针对不同的细分市场提供不同价格的产品与服务，从而通过价格歧视来获取更高的收益。航空业的特性恰好符合这一要求。
（一）可以细分的旅客市场。
航空旅客出行的目的、行为和要求通常具备多样性。例如商务旅客可能会在航班离港前才刚刚确定行程，强调航班的时效而不在乎价格；休闲旅客通常出行的预期性很强，对价格非常敏感，为了获取更多折扣，可能提前很久预订机票。
在航空公司的实际运行中，正是基于旅客类别的差异实施多级票价体系，利用价格歧视（price discrimination，对不同旅客类别实施差异化价格）来获取更高的收益。
图：实施多级票价体系能够带来更高收益
（二）可规划的可销售座位数。
航班提供的服务具有强烈的“易逝性”。“易逝性”是指产品一旦过了保质期或某一时间限制就失去所有价值。航班到达起飞时间后，无论是否还有空座，对航空公司而言都没有任何意义。航空公司每个航班的总库存通常是固定的，短时间内无法根据实际需求改变产品的数量（例如更换机型或增加航班），这种调整需要付出巨大的成本。但是航空公司可以在不同的时间段，设定每个票价舱位的可销售数量。
从航班座位的“易逝性”角度考虑，航空公司应尽早将全部座位卖出（休闲旅客），从而提高航班的客座率，实现每个座位的价值；但是，从航班的整体收益水平考虑，航空公司应该为购买时间较晚的商务旅客预留出足够的座位。
（三）可提前预订产品或服务
旅客为降低出行的不确定性，通常会提前预订航空业的产品或服务。但部分旅客可能会由于行程更改等原因，在航班离港前取消订座或在航班离港时未能登机（no show）。这类旅客行为会给航空公司带来座位的虚耗。通常情况下，航空公司通过实施超售来减少这类损失，即允许订座的座位数大于其实际可用的座位数。航空公司通过平衡空座的机会成本和拒绝（超售）旅客登机的成本，来获得最大的收益。
实施收益管理对于航司来说，具有重大意义！
（一）收益管理能够切实提升航空公司的经济效益。根据已有的研究与实践，收益管理能够在不提升运营成本的前提下，为航空公司提高4-6%的收益。而其主要的收益增长来自于库存控制（包括超售和子舱位库存限制）。
当前国内航空公司的收益管理实践水平相对较低，通过收益管理使其收入增加3%-4%相对是比较容易的。虽然这一提升不大，但对航空公司的利润影响却很大，同时所需要付出的成本较小。这对于提高航空企业的可持续运营能力有着相当大的影响。
（二）收益管理的实施还有助于提高现有的管理水平，改进已有的市场营销观念，提升航空公司的运营管理能力。目前，多数国内航司的收益相关工作往往是通过已有经验来执行，在进行决策时缺乏理论科学依据。
国外航空公司由于内部操作较为规范、数据相对准确，通过收益管理系统可以实现全自动控制航班的座位销售。其收益管理系统能够准确预测出未来一段时间内整个市场的旅客需求。系统操作员的日常工作主要是根据系统的预测来调整运力，以获得最大利润。如果能够及时调整市场营销策略，就可以避免在市场出现降价时做出盲目决策。
02
收益管理人员的主要工作
航空公司负责收益管理的工作人员称为航线员，其主要工作是通过对舱位控制，使得每个航班的收入达到最大化。在收益管理部门里，每个航线员都有其分管的固定航线。他需要对未来每个航班的需求进行预估，并根据市场环境发生的变化及时准确的对收益管理策略进行调整，从而为航空公司的收益减少损失或增加收入带来契机。
具体来说，航线员的工作主要包括以下几点：
对未来航班需求进行预测
收益管理人员首先要能够把握自己管辖范围内的航线市场特征，掌握航班销售的节奏（上客曲线），并对市场进行初步预判。
航线市场特征包括：该航线的商务客与旅游客比重、散客与团队比例、淡旺季的起止时间周期等。
航班销售节奏包括航班属于近期上客还是远期上客，每个时期上客量的大概数值。
市场预判要求航线员对未来远期市场和航班的走向有一定的判断，并能推进远期市场的铺垫工作。
在把握了航线市场特征之后，收益管理人员需要基于历史数据对未来每一个航班的需求进行预估。常用的历史数据包括近三年同期的航班数量、座位数、票价水平、客座率、节假日和特殊事件等。
远期、中期及近期的控舱
航线员在航线销售的不同时期采用不同的舱位调整策略。
一般而言，一个月以上的航班称为超远期航班，这段时间周期里的上客速度较慢，航线员每隔2~3天查看并调整舱位即可；一周到一个月之间的航班称为中远期航班，通常情况需要航线员一天调控1~2次；一周之内，尤其是4天之内的航班属于上客最频繁的阶段，需要航线员随时对航班舱位进行监控与调整。
国内航线管理员的舱位控制系统基本上依赖于中国民航信息网络股份有限公司（简称“中航信”）所开发的ETERM系统。在该软件平台上，收益管理人员可以通过特定指令查看自身航班及共飞航线航班的销售情况，并修改指定舱位的销售限制。
常用的指令包括：RB——查看所有航班的订座情况；AV——查看各公司舱位开放情况；IM——修改指定航班指定舱位的开放数量等等。
共飞航线的价格协调
在有竞争关系的共飞航线上，多家航空公司的航线员主要通过价格协议进行舱位控制。所谓价格协议是指在某条特定的航线上，各家航空公司为了稳定和提高航班的销售价格、避免恶性竞争，通过价格联盟的方式来提高航班的收益，以此达到共赢的一种销售策略。
每个航线的经济舱全价是由“国家发改委”和“民航局运输司价格处”批准的经济舱最高价（一般用Y舱来表示）。各航空公司在不超过全价的限制范围内确定各自的折扣价格，并通过协调折扣比例来避免恶意竞争。
03
收益管理决策支持系统
航空收益管理问题的数据规模是非常巨大的。如果一家航空公司每天运营500条航线，每个航班提供20个子舱位，并且提前330天开放其航班的购买。那么，该航空公司每天需要计算的舱位控制限制规模就达到了330万个。
即使该航空公司拥有足够的航线员，每天对售票情况进行监控并计算库存限制也是一个繁重且重复的工作。收益管理决策支持系统正是为了应对这一问题而诞生的。
图：收益管理系统的发展
01
第一代收益管理系统诞生于20世纪80年代，主要用于采集与整理航班订座的历史数据。
02
第二代收益管理系统为订座监控系统，能够针对订座的异常发出警报，提醒航线员进行人工干预。
03
第三代收益管理系统加入了决策支持模块，包括预测、优化以及超售策略等数学模型的计算，能够为航线员提供更加科学的决策支持。
04
随着技术的不断发展，如今的收益管理系统又增加了更为复杂的基于O&D的收益管理算法。
一个典型的RM系统架构如下图所示。其中包括收益管理数据库、预测与优化算法模块、订座系统及用户交互模块等。
图：典型的收益管理系统架构
其工作流主要分为两个部分：
1）系统预测与优化流程：收益管理系统采集并整理座位优化分配决策时所需要的一系列相关基础数据，如：子舱收益数据、旅客订座数据、航班计划数据、旅客离港数据等。
当数据采集完成后，收益管理系统就可以对舱位需求进行科学的预测，从而执行舱位控制、超售等优化决策。
收益管理分析人员根据收益管理系统预测和优化的结果，结合市场的实际变化与预期进行调整，将库存控制指令发布给订座系统。
2）机票的实时销售监控反馈流程：代理人和旅客通过全球分销系统（GDS，Global Distribution System）向订座系统提出订座请求。订座系统反馈（接受/拒绝）座位请求的结果。
收益管理系统和收益管理分析人员根据实时的上客曲线对未来需求预测进行调整，并改变其舱位控制限制。
04
实施收益管理的关键技术
预测
预测是收益管理的基础工作，旅客订座需求预测一般分为需求修复及需求预测两个部分。
（1）需求修复。由于航班座位容量、舱位控制过程的限制，旅客的历史订座数据无法真实的反映航班真实需求水平，即旅客的订座数据是不完整的需求（truncated data）。为了真实地反映旅客需求，系统必须在订座数据的基础上对需求进行修复（Data Unconstraining）。常见的需求修复方法包括：Expectation-Maximization、Projection-Detruncation 等。
（2）需求预测。需求预测主要分为两部分：参数估计与需求预测。参数估计是基于对旅客需求的分布假定，通过最小化均方误差、极大似然估计、矩估计等方法估计出需求分布的参数值；需求预测主要对未来的需求进行预测，常用的模型包括：指数平滑模型、回归模型、贝叶斯模型、神经网络模型等。
在选择模型时，可以通过对各种模型算法预测值的比较分析，选择误差最小的模型，同时还需要兼顾模型的运算效率。
需求预测往往需要对每个航班、每个数据采集点进行预测，运算量非常庞大，在模型选择时需要权衡模型的准确性与系统的承受能力。
超售
超售能够弥补旅客取消行程时给航空公司所带来的座位虚耗，但实施超售的过程会存在旅客被拒载的风险。为了平衡座位虚耗与旅客拒载之间的矛盾，收益管理人员必须要确定合适的超售范围。
超售算法对旅客的取消（Cancellation）以及No-Show人数进行准确的预测，使超售的总成本最小，或者超售发生的概率保持在某一个阈值范围内。
运价管理
合理的运价水平对于航空公司收益管理至关重要。运价水平如果设置的不合理，例如不同舱位之间价格差距过大，可能会导致旅客购买低舱位票，即旅客实际支付票价小于其愿意承受的价格。
运价管理算法需要对旅客愿意支付的价格（willingness to pay，WTP）曲线进行预估，并通过优化算法计算出理论上可以获得最高收益的各舱票价。
舱位控制
舱位控制是收益管理实施的核心。前文已经说过，航空公司通过细分市场，设立多个不同票价以及不同服务的子舱位，再通过对舱位的控制来获取更高的收益。舱位控制就是根据对各个子舱位预测的旅客需求，以收益最大化为目标，在各个子舱位之间合理分配座位的过程。
对于航段舱位控制问题，我们可以用“期望边际座位收益”（Expected Marginal Seat Revenue，简称EMSR）理论来解决座位分配问题；对于网络（O-D）舱位控制问题，我们可以借助“竞价”（bid price）理论或“虚拟嵌套”（virtual nesting）方法来对座位存量进行优化分配。
05
结语
关于实施收益管理的基本概念、工作流和相关系统，你都熟悉了嘛？在接下来的内容中，我们将详细介绍实施收益管理的关键模型与算法，敬请期待哦！
喜欢我们的内容就关注我们并点个赞吧！
你的“在看”是我们的更新动力！
