可持续航空燃料与机型和航线三维耦合优化方法
来源：交通运输系统工程与信息杂志2026年第2期北京时间：
作者：李艳华, 王越超, 任广建, 王涛, 祁嘉仪
单位：北京交通大学，交通运输学院，北京100044
摘要：可持续航空燃料（Sustainable Aviation Fuel, SAF）具有显著减排潜力，但面临成本高昂和产量有限的现实难题。为提高航司使用SAF的效益，本文提出SAF、航线与机型的三维耦合优化方法，综合考虑机型燃油效率，航线成本以及碳排放层面的差异，以航空公司直接运营成本与碳排放量最小为目标建立SAF差异化配比优化模型。针对目标和约束的双线性特征，采用三阶段线性化策略实现模型重构，并设计结合ε约束的丹齐格-沃尔夫（Dantzig-Wolfe,DW）分解算法求解模型。最后，选取中国前5大航空公司、40个干线机场网络及10种主力机型为案例，结合24万条航迹数据，展开实例验证。结果表明，结合ε-约束的DW分解算法在求解效率和精度上均优于Gurobi直接求解。在较低减排水平下，SAF被集中配置于新一代窄体机的中程航线中，占使用总量的76.1%，此时，整体减排效益最佳。随减排量增加，宽体机在长航程上的配比逐步提升，SAF使用占比从7.3%提升至27.1%。这种差异化SAF配比方法较统一配比模式降低了碳排放约3.0%~4.8%。航线特征、航班规模与机型结构共同影响机场和航司最佳SAF配比和减排贡献。灵敏度分析表明，SAF供应量的增加以及SAF价格的降低将进一步提升SAF差异化配比方法的减排效益。本文为航空公司如何科学调控SAF掺混比例和提升减排效益提供了定量参考。
关键词：航空运输,三维耦合优化方法,ε约束方法-Dantzig-Wolfe分解,可持续航空燃料,碳排放
基金资助：国家自然科学基金“民航联合基金”项目(U2333206)。
