Open loop policies for single-leg air-cargo revenue management

Abstract

Kargo nakliyatı havayolları endüstrisinde belirgin bir gelir kaynağıdır. Bu sebeple, kargo işinin kendine mahsus zorluklarını hesaba katan yer ayırtma politikaları geliştirmek kritik bir öneme sahiptir. Bu zorluklar arasında çoğunlukla hacim ve ağırlık olarak ölçülen çok boyutlu kapasite yapısı ve rezervasyon yapılırken siparişin kapasite gereksinimlerinin genelde kesin olarak bilinememesi sıranalabilir. Yolcu gelir yönetiminde yöneylem araştırması methodlarının, kapasite üstü satım yüzünden ödenen ceza maliyetleri ile kapasite altı satım yüzünden oluşan fırsat maliyetleri arasındaki ödünleşimi göz önüne alarak kısıtlı kapasitenin etkin bir şekilde kullanılmasında oldukça faydalı olduğu görülmüştür. Bu tezde, benzer methodlar çeşitli kargo tiplerini taşıyan tek bacaklı uçuşların kapasite kontrol problemi için geliştirildi. Gelen rezervasyon taleplerini, yer ayırtma limitlerine veya teklif fiyatlarına bağlı olarak kabul eden veya reddeden açık döngü politikaları üzerinde çalışıldı. Uygun yer ayırtma limitlerini ve teklif fiyatlarını hesaplayabilmek için, belirsiz hacim ve ağırlık gereksinimleri varlığında, kapasite üstü satım maliyetlerini göz önünde bulunduran eniyileme modelleri geliştirildi. Önerilen modellerin yararlılığını değerlendirmek için kapsamlı bir sayısal çalışma yapıldı. Sayısal sonuçlar, politikalarımızın literatürdeki çeşitli yöntemlerle elde edilen göstergeler ile kıyaslandıklarında iyi bir performans sergilediklerini gösterdi.

Transporting cargo is a significant source of revenue in the airline industry. It is therefore of critical importance to develop booking policies that address the unique challenges presented by the cargo business: the capacity is multi-dimensional, generally measured in terms of volume and weight, and the exact capacity requirements of a shipment areusually not known with certainty at the time of making booking decisions. Operations research methods have proven highly useful in passenger revenue management to effectively allocate a limited capacity while considering the trade-off between the penalty costs for oversold capacity and the opportunity costs for having unused capacity at the departure time. In this thesis, we develop similar methods for the capacity control problem over a single-leg flight with multiple cargo types. We study open loop policies that accept or reject a booking request for a certain type of cargo shipment based on booking limits or bid-prices. In order to compute suitable booking limits and bid-prices, we develop optimization models that incorporate off-loading costs under uncertain volume and weight requirements. We conduct a comprehensive computational study to evaluate the effectiveness of our proposed models. Numerical results demonstrate that our policies perform well compared to benchmarks established by various methods in the literature.