Cooperative game theory approach to airline alliance revenue sharing

Abstract

In an airline alliance, airlines combine their resources to serve more customers and reach larger networks. As they jointly operate flights, the need for fare revenue sharing mechanism arises. In the real world, the revenue sharing of the airline alliance follows proportional allocation rule. The current proportional rule is simple but does not guarantee revenue maximization of the alliance. In this paper, we show that the airline alliance game is convex and apply one of the cooperative game theory concept, weighted Shapley value, to compute the allocation for participating airlines. Setting this allocation result as a reference point, we evaluate how well proportional allocation rule works.

항공 산업에서 항공사들은 그들의 자원을 결합해 더 많은 고객에게 서비스를 제공하고 더 큰 비행 네트워크를 확보하기 위해 연합을 형성한다. 항공사들이 연합을 통해 비행을 함께 운항함에 따라 그 수익을 어떻게 공평하게 분배할 것인지에 대한 문제가 발생한다. 현재 사용 중인 비례 배분 규칙은 간단하지만, 연합의 수익 극대화를 보장하지 못한다는 단점이 있다. 본 논문에서는 항공 연합 게임이 볼록 게임이라는 것을 확인하고, 협조적 게임 이론의 해인 가중적 샤플리 밸류를 이용해 항공 연합의 수익을 어떻게 나눌 것인지 계산하였다. 또한, 샤플리 밸류의 분배 결과를 기준으로 삼아 비례 배분 규칙의 공평성을 평가하였다.