The untolledproblemswithairportslot

The untolledproblemswithairportslotconstraints
Joseph IDaniel n
Department ofEconomics,UniversityofDelaware,Newark,DE19716,USA
a rticleinfo
Article history:
Received13June2013
Receivedinrevisedform
24 January2014
Accepted25January2014
Keywords:
Airport congestion
Slot constraints
Pricing
Bottleneck
Queuing
a b s t r a c t
This paperexaminestheefficiency andpracticalityofairportslotconstraintsusingadeterministic
bottleneckmodeloflandingandtakeoffqueues.Itadaptsthiscongestionpricingmodeltodeterminethe
optimal timingandquantityofslotpermitsforanynumberofslotwindows.Aircraftchoosetheir
optimal operatingtimessubjecttotheslotconstraints,andairportqueuesadjustendogenously.The
number andlengthofslotwindowsaffectsthecongestionlevelsandefficiency gains.Theatomistic
bottleneckmodelisextendedtoincludeself-internalizingdominanttraffic andatomisticfringetraffic.
The modelraisesquestionsabouttheimplementationofslotconstraintsthatdonotariseinstandard
congestion models.Thetheoryexplains(Daniel's, 2011) empirical findings thatslot-constraintsat
TorontoareineffectiveandsuggeststhatrecentproposalsforslotconstraintsatUSairportswouldbe
similarlyineffective.Effectiveslotconstraintsrequiremanynarrowslotwindows,makingslotauctions
or marketsdifficult toimplement.
& 2014ElsevierLtd.Allrightsreserved.
1. Introduction
1.1.Theissue
Slotconstraintsarerestrictionsonthenumberoflandingsor
takeoffs thatairportspermitduringspecified timeperiodsknown
as slotwindows.Foratypicalexample,anairportthatcanperform
sixty landingsperhour,issuessixtyslotpermitsforlandings
during eachhourofthedayandrequiresaircrafttooperateduring
their assignedhour.Mostmajorcommercialairportsthroughout
the worldimposeslotconstraintstocontrolaccesstotheirrun-
ways,ostensiblytoreducecongestiondelays.IntheUS,however,
most majorairportsthatreceivefederalfundingareavailableona
first-come, first-served basiswithoutrequiringslotpermits.1
When airportsbecomeseverelycongested,airportauthorities,
airline officials, andpolicymakersgenerallyseemtofavorslot
constraintsovercongestiontollsasameansofmanagingdemand.
They arguethatslotconstraintsaresimplertoimplementbecause
the airportsneedonlylimitthenumberofslotpermitstothe
airport's capacity,thensell,auction,orgivethepermitsaway.Slot
marketscanpriceandallocatetheslotpermitsefficiently.
Congestion tolls,theyargue,aretoodifficult (orpoliticallyincon-
venient)forairportstoassesscorrectly.Moreover,slotpermitsare
supposed toavoidtheproblemofimposingdifferenttollschedules
on dominantairlinesthatalreadyinternalizetheirself-imposed
delaysthanonfringeairlinesthatignoretheadditionaldelays
they imposeonotheraircraft.
This caseforslotconstraintsimplicitlyassumesthatairports
experiencesteady-statetraffic duringslotwindows.Actualtraffic
patternsatmajorairports,however,exhibitrapid fluctuations that
follow regularpatternsduetoairlineschedulingpractices.Airlines
that operatehub-and-spokenetworksschedule flights around
passengerinterchangeperiods.Consequently,manyairports
experienceasmanyastensubstantialpeaksduringaday(see,
Daniel andHarback,2009). Actualtraffic patternscallintoques-
tion theeffectivenessandpracticalityofslot-constraintsystems
that arebasedonsteady-statetraffic modelsthatunderliemost
existingpolicyanalysis.Iftraffic ratesandqueuingsystemsarein
steadystates,thenrestrictingthenumberofhourlyslotpermitsto
the hourlyairportcapacitymightreducecongestion.Ifcongestion
is actuallycausedbytraffic rates fluctuating fromslacktopeak
demand withinhourlyperiods,thenitisdesirabletouseamodel
that capturesthesefeaturesoftheproblem.
In thispaper,Idevelopa(dynamic) bottleneckmodelwithmulti-
ple slotwindowsinwhichtheairportauthoritychoosesthetimingof
slotwindowsandthequantityoflandingsortakeoffs(operations)to
permitduringeachwindow.Airlineschoosewhentooperatetheir
aircraftwithintheslotwindowstominimizethecostsoftheirqueuing
delaysandofarrivingbeforeoraftertheirmostpreferredtime.
A structuralmodelofcongestionhasstate-contingentqueuesthat
evolveendogenouslyinresponsetotraffic adjustments.Congestion
Contents listsavailableat ScienceDirect
journalhomepage: www.elsevier.com/locate/ecotra
Economics ofTransportation
http://dx.doi.org/10.1016/j.ecotra.2014.01.003
2212-0122/& 2014ElsevierLtd.Allrightsreserved.
n Tel.:[phone];fax:[phone].
E-mail address: [e-mail]
1 Airports assesslandingfeesbasedonaircraftweight,typicallybetweenone
to five dollarsperthousandpounds.Thesefeeshavenothingtodowiththe
marginal socialcostofservingtheaircraft.Thesocialcostconsistsprimarilyofthe
delaysaircraftimposeexternallyonotheraircraft.Weight-basedlandingfees
encouragetoomanyoperationsbysmalleraircraftcomparedtomarginal-cost
congestion tollsthatpromoteefficient levelsofoperationsbyinternalizingthe
externaldelays.
Economics ofTransportation3(2014)16–28

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

Untolledproblemswithairportslotconstraintsโจเซฟ IDaniel nแผนก ofEconomics, UniversityofDelaware นวร์ก DE19716 สหรัฐอเมริกาrticleinfo การบทความประวัติ:Received13June2013Receivedinrevisedform24 January2014Accepted25January2014คำสำคัญ:สนามบินแออัดข้อจำกัดของช่องการกำหนดราคาขวดจัดคิวแบบ b s t r c tนี้ andpracticalityofairportslotconstraintsusingadeterministic paperexaminestheefficiencybottleneckmodeloflandingandtakeoffqueuesItadaptsthiscongestionpricingmodeltodeterminethetimingandquantityofslotpermitsforanynumberofslotwindows ดีที่สุดAircraftchoosetheirสม operatingtimessubjecttotheslotconstraints, andairportqueuesadjustendogenouslyที่หมายเลข andlengthofslotwindowsaffectsthecongestionlevelsandefficiency กำไรTheatomisticbottleneckmodelisextendedtoincludeself-internalizingdominanttraffic andatomisticfringetrafficModelraisesquestionsabouttheimplementationofslotconstraintsthatdonotariseinstandardรูปแบบจำลองแออัดThetheoryexplains (Daniel ของ 2011) พบประจักษ์ thatslot-constraintsatTorontoareineffectiveandsuggeststhatrecentproposalsforslotconstraintsatUSairportswouldbesimilarlyineffectiveEffectiveslotconstraintsrequiremanynarrowslotwindows, makingslotauctionsหรือ marketsdifficult toimplement& 2014ElsevierLtd.Allrightsreserved1. บทนำ1.1.TheissueSlotconstraintsarerestrictionsonthenumberoflandingsorใช้ thatairportspermitduringspecified timeperiodsknownเป็น slotwindowsForatypicalexample, anairportthatcanperformหก landingsperhour, issuessixtyslotpermitsforlandingsระหว่าง eachhourofthedayandrequiresaircrafttooperateduringassignedhour ของพวกเขาMostmajorcommercialairportsthroughoutworldimposeslotconstraintstocontrolaccesstotheirrun-วิธี ostensiblytoreducecongestiondelaysIntheUS อย่างไรก็ตามmajorairportsthatreceivefederalfundingareavailableona มากที่สุดbasiswithoutrequiringslotpermits.1 มา ก่อนได้ก่อนเมื่อ airportsbecomeseverelycongested, airportauthoritiesเจ้าหน้าที่สายการบิน andpolicymakersgenerallyseemtofavorslotconstraintsovercongestiontollsasameansofmanagingdemandพวกเขา arguethatslotconstraintsaresimplertoimplementbecauseairportsneedonlylimitthenumberofslotpermitstotheความจุของสนามบิน thensell ประมูล orgivethepermitsawayช่องเสียบmarketscanpriceandallocatetheslotpermitsefficientlyแออัดผ่าน theyargue, aretoodifficult (orpoliticallyincon-forairportstoassesscorrectly venient)นอกจากนี้ slotpermitsaretoavoidtheproblemofimposingdifferenttollschedules ควรในการกำหนด dominantairlinesthatalreadyinternalizetheirselfdelaysthanonfringeairlinesthatignoretheadditionaldelaysพวกเขา imposeonotheraircraftCaseforslotconstraintsimplicitlyassumesthatairports นี้experiencesteady-statetraffic duringslotwindowsActualtrafficpatternsatmajorairports อย่างไรก็ตาม ความผันผวนของ exhibitrapid ที่ตาม regularpatternsduetoairlineschedulingpracticesสายการบินเที่ยวบินที่ operatehub- และ-spokenetworksschedule สถานpassengerinterchangeperiodsดังนั้น manyairportsexperienceasmanyastensubstantialpeaksduringaday (ดูDaniel andHarback, 2009) Actualtraffic patternscallintoques-สเตรชัน theeffectivenessandpracticalityofslot-constraintsystemsmodelsthatunderliemost ที่ arebasedonsteady-statetrafficexistingpolicyanalysisIftraffic ratesandqueuingsystemsareinsteadystates, thenrestrictingthenumberofhourlyslotpermitstohourlyairportcapacitymightreducecongestionIfcongestionมีความ fromslacktopeak ราคา actuallycausedbytrafficความต้องการ withinhourlyperiods, thenitisdesirabletouseamodelที่ capturesthesefeaturesoftheproblemใน thispaper,Idevelopa(dynamic) bottleneckmodelwithmulti-slotwindowsinwhichtheairportauthoritychoosesthetimingof เปิ้ลslotwindowsandthequantityoflandingsortakeoffs (ปฏิบัติการ) เพื่อpermitduringeachwindowAirlineschoosewhentooperatetheiraircraftwithintheslotwindowstominimizethecostsoftheirqueuingdelaysandofarrivingbeforeoraftertheirmostpreferredtimeStructuralmodelofcongestionhasstate-contingentqueuesthatการปรับปรุง evolveendogenouslyinresponsetotrafficแออัดเนื้อหา listsavailableat ScienceDirectjournalhomepage: www.elsevier.com/ ค้น หา/ecotraOfTransportation เศรษฐศาสตร์http://dx.doi.org/10.1016/j.ecotra.2014.01.0032212-0122 / & 2014ElsevierLtd.Allrightsreservedn Tel.:[phone] โทรสาร: 3028316968ที่อยู่อีเมล: [e-mail]1 สนามบิน assesslandingfeesbasedonaircraftweight, typicallybetweenoneไป dollarsperthousandpounds ห้าThesefeeshavenothingtodowiththesocialcostofservingtheaircraft กำไรThesocialcostconsistsprimarilyofthedelaysaircraftimposeexternallyonotheraircraftน้ำหนัก basedlandingfeesต้นทุน encouragetoomanyoperationsbysmalleraircraftcomparedtomarginalแออัด tollsthatpromoteefficient levelsofoperationsbyinternalizingtheexternaldelaysเศรษฐศาสตร์ (2014) ofTransportation3 16-28

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

untolledproblemswithairportslotconstraints
โจเซฟ IDaniel n
กรม ofEconomics, UniversityofDelaware นวร์ก, DE19716 สหรัฐอเมริกา
rticleinfo
ประวัติศาสตร์บทความ:
Received13June2013
Receivedinrevisedform
24 January2014
Accepted25January2014
คำสำคัญ:
สนามบินแออัด
ข้อ จำกัด Slot
ราคา
ขวด
จัดคิว
bstract
paperexaminestheefficiency นี้ timingandquantityofslotpermitsforanynumberofslotwindows.Aircraftchoosetheir operatingtimessubjecttotheslotconstraints ที่ดีที่สุด andairportqueuesadjustendogenously.The จำนวน andlengthofslotwindowsaffectsthecongestionlevelsandefficiency gains.Theatomistic bottleneckmodelisextendedtoincludeself-internalizingdominanttraffic andatomisticfringetraffic. modelraisesquestionsabouttheimplementationofslotconstraintsthatdonotariseinstandard models.Thetheoryexplains แออัด (แดเนียล, 2011) ผลการวิจัยเชิงประจักษ์ marketsdifficult toimplement. & 2014ElsevierLtd.Allrightsreserved. 1 บทนำ1.1.Theissue Slotconstraintsarerestrictionsonthenumberoflandingsor เหินเวหา thatairportspermitduringspecified timeperiodsknown เป็น slotwindows.Foratypicalexample, anairportthatcanperform หกสิบ landingsperhour, issuessixtyslotpermitsforlandings ระหว่าง eachhourofthedayandrequiresaircrafttooperateduring assignedhour.Mostmajorcommercialairportsthroughout ของพวกเขา majorairportsthatreceivefederalfundingareavailableona แรกมาก่อนหลัง basiswithoutrequiringslotpermits.1 เมื่อ airportsbecomeseverelycongested, airportauthorities, เจ้าหน้าที่สายการบิน andpolicymakersgenerallyseemtofavorslot constraintsovercongestiontollsasameansofmanagingdemand. พวกเขา arguethatslotconstraintsaresimplertoimplementbecause airportsneedonlylimitthenumberofslotpermitstothe ของสนามบิน โทลเวย์, theyargue, aretoodifficult (orpoliticallyincon- venient) forairportstoassesscorrectly.Moreover, slotpermitsare ควร toavoidtheproblemofimposingdifferenttollschedules บน imposeonotheraircraft. นี้ caseforslotconstraintsimplicitlyassumesthatairports experiencesteady-statetraffic duringslotwindows.Actualtraffic patternsatmajorairports แต่ความผันผวน exhibitrapid ที่ทำตาม regularpatternsduetoairlineschedulingpractices.Airlines ว่าเที่ยวบิน operatehub และ spokenetworksschedule andHarback 2009) Actualtraffic patternscallintoques- การ theeffectivenessandpracticalityofslot-constraintsystems ที่ arebasedonsteady-statetraffic modelsthatunderliemost existingpolicyanalysis.Iftraffic ratesandqueuingsystemsarein steadystates, thenrestrictingthenumberofhourlyslotpermitsto hourlyairportcapacitymightreducecongestion.Ifcongestion เป็นอัตรา actuallycausedbytraffic ผันผวน fromslacktopeak withinhourlyperiods ความต้องการ thenitisdesirabletouseamodel capturesthesefeaturesoftheproblem ว่า. ใน thispaper, Idevelopa (ไดนามิก) bottleneckmodelwithmulti- เปิ้ล structuralmodelofcongestionhasstate-contingentqueuesthat evolveendogenouslyinresponsetotraffic adjustments.Congestion เนื้อหา listsavailableat ScienceDirect journalhomepage: www.elsevier.com/locate/ecotra เศรษฐศาสตร์ ofTransportation http://dx.doi.org/10.1016/j.ecotra.2014.01.003 2212-0122 / & 2014ElsevierLtd.Allrightsreserved . n โทร: 3028311913; โทรสาร.. 3028316968 E-mail address: [e-mail] 1 ท่าอากาศยาน assesslandingfeesbasedonaircraftweight, typicallybetweenone ถึงห้า dollarsperthousandpounds.Thesefeeshavenothingtodowiththe ร่อแร่ tollsthatpromoteefficient levelsofoperationsbyinternalizingthe externaldelays. เศรษฐศาสตร์ ofTransportation3 (2014) 16-28

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การ untolledproblemswithairportslotconstraints
โจเซฟ idaniel n
แผนกทางด้านเศรษฐศาสตร์ universityofdelaware นวร์ก , , , de19716 USA

เป็น rticleinfo บทความประวัติ :



received13june2013 receivedinrevisedform 24 january2014 accepted25january2014
คำสำคัญ :

สนามบินติดขัดสล็อตข้อจำกัด
ราคา


เป็นคอขวดคิว B S T R A C T
นี้ paperexaminestheefficiency andpracticalityofairportslotconstraintsusingadeterministic

bottleneckmodeloflandingandtakeoffqueues . itadaptsthiscongestionpricingmodeltodeterminethe เหมาะสม timingandquantityofslotpermitsforanynumberofslotwindows . aircraftchoosetheir เหมาะสม operatingtimessubjecttotheslotconstraints
,
andairportqueuesadjustendogenously .หมายเลข andlengthofslotwindowsaffectsthecongestionlevelsandefficiency กำไร theatomistic
bottleneckmodelisextendedtoincludeself internalizingdominanttraffic andatomisticfringetraffic .

modelraisesquestionsabouttheimplementationofslotconstraintsthatdonotariseinstandard ความแออัดรุ่น thetheoryexplains ( แดเนียล 2011 ) เชิงประจักษ์ผลการวิจัย thatslot constraintsat
torontoareineffectiveandsuggeststhatrecentproposalsforslotconstraintsatusairportswouldbe
similarlyineffective . effectiveslotconstraintsrequiremanynarrowslotwindows makingslotauctions หรือ marketsdifficult toimplement
, .
& 2014elsevierltd . allrightsreserved .
1 แนะนำ theissue

1.1 slotconstraintsarerestrictionsonthenumberoflandingsor thatairportspermitduringspecified timeperiodsknown

takeoffsเป็น slotwindows . foratypicalexample anairportthatcanperform หกสิบ landingsperhour
, ,

assignedhour eachhourofthedayandrequiresaircrafttooperateduring issuessixtyslotpermitsforlandings ในระหว่างพวกเขา mostmajorcommercialairportsthroughout worldimposeslotconstraintstocontrolaccesstotheirrun
-
วิธี ostensiblytoreducecongestiondelays intheus , อย่างไรก็ตาม ,
.ส่วนใหญ่ majorairportsthatreceivefederalfundingareavailableona
มาก่อนได้ก่อน basiswithoutrequiringslotpermits 1
เมื่อ airportsbecomeseverelycongested airportauthorities
, , เจ้าหน้าที่สายการบิน andpolicymakersgenerallyseemtofavorslot


พวก arguethatslotconstraintsaresimplertoimplementbecause constraintsovercongestiontollsasameansofmanagingdemand .การ airportsneedonlylimitthenumberofslotpermitstothe
สนามบินความจุ thensell , ประมูล , orgivethepermitsaway สล็อต marketscanpriceandallocatetheslotpermitsefficiently
.
theyargue ติดขัด , โทลเวย์ , aretoodifficult ( orpoliticallyincon -
venient ) forairportstoassesscorrectly นอกจากนี้ slotpermitsare toavoidtheproblemofimposingdifferenttollschedules

ควรใน dominantairlinesthatalreadyinternalizetheirself บังคับ

delaysthanonfringeairlinesthatignoretheadditionaldelays พวกเขา imposeonotheraircraft .

experiencesteady นี้ caseforslotconstraintsimplicitlyassumesthatairports statetraffic duringslotwindows . actualtraffic
patternsatmajorairports อย่างไรก็ตาม ความผันผวนของ exhibitrapid ที่

ตาม regularpatternsduetoairlineschedulingpractices สายการบินและที่ operatehub spokenetworksschedule เที่ยวบินรอบ
passengerinterchangeperiods จากนั้น manyairports
experienceasmanyastensubstantialpeaksduringaday ( ดู
แดเนียล andharback , 2009 ) actualtraffic patternscallintoques -
, theeffectivenessandpracticalityofslot constraintsystems
ที่ arebasedonsteady statetraffic modelsthatunderliemost
existingpolicyanalysis .iftraffic ratesandqueuingsystemsarein steadystates thenrestrictingthenumberofhourlyslotpermitsto
,
hourlyairportcapacitymightreducecongestion . ifcongestion
เป็น actuallycausedbytraffic อัตราความผันผวน fromslacktopeak
ความต้องการ withinhourlyperiods thenitisdesirabletouseamodel ที่ capturesthesefeaturesoftheproblem
, .
ในความหมาย idevelopa ( แบบไดนามิก ) bottleneckmodelwithmulti -
เปิ้ล slotwindowsinwhichtheairportauthoritychoosesthetimingof
slotwindowsandthequantityoflandingsortakeoffs ( ปฏิบัติการ )
permitduringeachwindow . airlineschoosewhentooperatetheir aircraftwithintheslotwindowstominimizethecostsoftheirqueuing



structuralmodelofcongestionhasstate contingentqueuesthat เป็น delaysandofarrivingbeforeoraftertheirmostpreferredtime .การปรับ evolveendogenouslyinresponsetotraffic congestion listsavailableat บริการ

เนื้อหา journalhomepage : www.elsevier . com / ค้นหา / เศรษฐศาสตร์ การคมนาคม ecotra

http : / / DX ดอย . org / 10.1016 / j.ecotra . 2014.01.003
2212-0122 / & 2014elsevierltd . allrightsreserved .
n Tel . : [phone] ; โทรสาร : 3028316968 .
e - mail address : danielj @ udel . edu สนามบิน assesslandingfeesbasedonaircraftweight
1 ,typicallybetweenone
5 dollarsperthousandpounds . thesefeeshavenothingtodowiththe

ขอบ socialcostofservingtheaircraft . thesocialcostconsistsprimarilyofthe delaysaircraftimposeexternallyonotheraircraft น้ำหนัก basedlandingfees

encouragetoomanyoperationsbysmalleraircraftcomparedtomarginal ต้นทุนความแออัด tollsthatpromoteefficient levelsofoperationsbyinternalizingthe

externaldelays .เศรษฐศาสตร์ oftransportation3 ( 2014 ) 16 – 28