摘 要：為了全面了解我國樞紐機(jī)場的連通能力，準(zhǔn)確把握其國內(nèi)航線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的現(xiàn)狀與未來發(fā)展，基于航線網(wǎng)絡(luò)的空間結(jié)構(gòu)建立機(jī)場航線網(wǎng)絡(luò)連通性指標(biāo)模型，從空間航線網(wǎng)絡(luò)的連接質(zhì)量角度研究了國內(nèi)機(jī)場的連通性。研究結(jié)果表明我國主要機(jī)場五年來的指標(biāo)變化與其發(fā)展模式相吻合，也驗(yàn)證了模型的適用性。

關(guān)鍵詞：樞紐機(jī)場；航線網(wǎng)絡(luò)；連通能力；空間結(jié)構(gòu)；連通性指標(biāo)模型

引言

2012年國務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)民航業(yè)發(fā)展的若干意見》中第一次從國家層面對機(jī)場規(guī)劃和建設(shè)提出具體要求：“著力把北京、上海、廣州機(jī)場建成功能完善、輻射全球的大型國際航空樞紐，培育昆明、烏魯木齊等門戶機(jī)場，增強(qiáng)沈陽、杭州、鄭州、武漢、長沙、成都、重慶、西安等大型機(jī)場的區(qū)域性樞紐功能”[1]。航線網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)機(jī)場樞紐功能的決定因素，航線網(wǎng)絡(luò)連通性的優(yōu)劣直接影響著航線網(wǎng)絡(luò)的效率。樞紐機(jī)場之間的可達(dá)與否，航班密集程度和航線利用率都能在航線網(wǎng)絡(luò)連通性的研究中得到直觀反映[2]。2011年Arvis和Shepherd提出了“直觀指標(biāo)模型”[3]?！爸庇^指標(biāo)模型”不僅能反映航線連通的數(shù)量，還能體現(xiàn)出連通性的質(zhì)量。在Pearce和Reynolds-FeighanMcLay的研究中，采用“直觀指標(biāo)模型”通過對不同機(jī)場賦值權(quán)重，使得通往一些“更有價值”的目的地機(jī)場能夠增加樞紐機(jī)場的連通質(zhì)量[4][5]。2013年MichaelD. Wittman和William S. Swelbar在此模型基礎(chǔ)上加入了間接連通性，建立了機(jī)場連通質(zhì)量指標(biāo)（ACQI）模型[6]。ACQI模型在參數(shù)的計(jì)算中需要預(yù)先對機(jī)場等級進(jìn)行劃分，增加了模型使用的限制，而且在權(quán)重賦值時需考慮單一機(jī)場和各等級機(jī)場的年平均客流量，因而對現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)的依賴程度很大，缺乏對沒有明確等級劃分機(jī)場的連通性的適用性。

文章綜合考慮單一機(jī)場的直接連通性和間接連通性，基于航線網(wǎng)絡(luò)的空間結(jié)構(gòu)建立機(jī)場航線網(wǎng)絡(luò)連通性指標(biāo)模型。計(jì)算了2014年我國8個主要機(jī)場和北京、廣東、上海浦東、虹橋4個機(jī)場5年內(nèi)的國內(nèi)機(jī)場連通性指標(biāo)值，分析了我國機(jī)場航線網(wǎng)絡(luò)的連通性質(zhì)量，及其主要影響因素。

1 機(jī)場航線網(wǎng)絡(luò)連通性指標(biāo)模型的建立

文章基于國內(nèi)樞紐機(jī)場航線網(wǎng)絡(luò)的連通性研究，即認(rèn)為在小型機(jī)場中不存在有一次經(jīng)停的旅客中轉(zhuǎn)，并且當(dāng)所研究機(jī)場與連通的機(jī)場之間既有直達(dá)航線又有一次經(jīng)停航線時，統(tǒng)一當(dāng)作直達(dá)機(jī)場來計(jì)算。

首先構(gòu)建一個簡單的航線網(wǎng)絡(luò)，如圖1，機(jī)場i與機(jī)場j存在直達(dá)航班，與機(jī)場k不存在直達(dá)航班，但是可在某一直接連接機(jī)場j通過一次經(jīng)停形成中轉(zhuǎn)航班，則機(jī)場i的連通性包括與機(jī)場j的直接連通性和與機(jī)場k的間接連通性。通過分析可以總結(jié)出增加單一機(jī)場的連通性可以有以下方法：

（1）增加通航機(jī)場的航班頻次；（2）增加輻射機(jī)場的數(shù)目，包括樞紐機(jī)場和小型機(jī)場；（3）時刻資源的優(yōu)化，即在機(jī)場時刻容量限制的前提下，把有限的時刻資源分配到大型樞紐機(jī)場，而不是點(diǎn)對點(diǎn)的小型機(jī)場。

1.1 目標(biāo)模型

由此建立目標(biāo)函數(shù)，機(jī)場i的連通性指標(biāo)Wi可以表示為：

Wi=NSi+？琢OSi

式中NSi為機(jī)場i的直接連通性指標(biāo)值，OSi為機(jī)場i的間接連通性指標(biāo)值，α指直達(dá)機(jī)場和存在一次經(jīng)停機(jī)場對連通性計(jì)算影響程度不同而確定的加權(quán)系數(shù)。

基于研究的目的，采用網(wǎng)絡(luò)中心度特征向量[7]，研究直接連接機(jī)場與間接連接機(jī)場在中心機(jī)場航線網(wǎng)絡(luò)中所扮演的角色。表1是文章所用特征向量的含義。

基于航線網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)建立的機(jī)場航線網(wǎng)絡(luò)連通性指標(biāo)模型可以清晰表現(xiàn)各機(jī)場的國內(nèi)航線網(wǎng)絡(luò)連通性情況，將模型的特征向量帶入可得出機(jī)場i的連通性指標(biāo)值Wi的表達(dá)公式如下：

1.2 參數(shù)選取

在本模型中，換算系數(shù)α是基于航線服務(wù)質(zhì)量水平（Quality Service Index ，以下簡稱QSI）來確定的。換算系數(shù)α的精確值會根據(jù)不同的QSI模型而有所不同，但一般變化的范圍在0.03～0.2之間。即兩機(jī)場之間的直達(dá)航班對連通性的貢獻(xiàn)是中轉(zhuǎn)航班的5到33倍。近年來國外學(xué)者認(rèn)為直達(dá)航班對連通性的貢獻(xiàn)應(yīng)該是中轉(zhuǎn)航班的8倍左右。綜上，文章在模型計(jì)算中將α值設(shè)定為0.125。

本模型的航班時刻表數(shù)據(jù)來自全球權(quán)威的flightstats網(wǎng)站冬季航班時刻表。中國機(jī)場的航線長度通過地理坐標(biāo)用matlab編程獲得。

1.3 機(jī)場連通性指標(biāo)計(jì)算

通過單一機(jī)場連接國內(nèi)各機(jī)場的航線長度取倒數(shù)求得各個機(jī)場與該機(jī)場的接近中心度。連接密度為機(jī)場i與機(jī)場j的直接連接航班頻次，反映出兩機(jī)場的連接緊密程度，其中fA為從機(jī)場i離港的航班頻次，fD為到達(dá)機(jī)場i的航班頻次，機(jī)場i的接近中心度函數(shù)表達(dá)式為：

通過判斷機(jī)場j是否與機(jī)場i存在航班計(jì)算程度中心度，反映在其航線網(wǎng)絡(luò)中各機(jī)場的聯(lián)系可能性大小，文章利用整數(shù)規(guī)劃中的0-1規(guī)劃確定各個機(jī)場與該機(jī)場的程度中心度，表達(dá)式如下：

利用該模型的三個特征向量可以分別求出機(jī)場i的航線網(wǎng)絡(luò)直接連通性指標(biāo)值NSi與間接連通性指標(biāo)值OSi，求和即為該模型的目標(biāo)函數(shù)Wi。

綜上，得出機(jī)場i的連通性指標(biāo)值Wi的計(jì)算公式為：

2 我國機(jī)場連通性研究

文章采用機(jī)場航線網(wǎng)絡(luò)連通性模型計(jì)算得出的三個指標(biāo)NS、OS、W，可以清晰反映各機(jī)場的國內(nèi)航線網(wǎng)絡(luò)連通性情況，且易于比較分析。通過計(jì)算我國8個主要大型機(jī)場和北京、廣州、上海機(jī)場近年來的國內(nèi)機(jī)場航線網(wǎng)絡(luò)連通性指標(biāo)，對國內(nèi)機(jī)場航線網(wǎng)絡(luò)連通質(zhì)量進(jìn)行定量評估。

2.1 國內(nèi)機(jī)場航線網(wǎng)絡(luò)連通性情況

從表2中可以看出北京首都國際機(jī)場相較于我國其他大型國際機(jī)場的指標(biāo)值最高，表明北京首都國際機(jī)場的國內(nèi)航線網(wǎng)絡(luò)連通性最好。北京首都國際機(jī)場的航線網(wǎng)絡(luò)覆蓋了我國大多數(shù)的大中型機(jī)場，并且和上海、廣州等機(jī)場的航班頻次較多，從而使其航線網(wǎng)絡(luò)的直接連接性和間接連通性相較其他航空公司都有明顯的優(yōu)勢。然而，北京的間接連通性約占整體連通性的2.23%，處于較低水平，表明其連通質(zhì)量主要依賴于直達(dá)航班。除北京、廣州以外，其他大型國際機(jī)場的國內(nèi)航線網(wǎng)絡(luò)連通性呈現(xiàn)出較為平均的態(tài)勢。

機(jī)場航線網(wǎng)絡(luò)連通質(zhì)量指標(biāo)模型不僅能夠清晰表現(xiàn)各機(jī)場國內(nèi)航線網(wǎng)絡(luò)連通性情況，還可以對機(jī)場的功能定位和發(fā)展情況提出參考依據(jù)。上海兩場明顯低于西安、深圳、昆明等城市機(jī)場，原因是上海兩場的運(yùn)力更多集中在國際航線中，并且兩場分散了一些國內(nèi)的運(yùn)力，在連通性方面形成了城市機(jī)場群的協(xié)同發(fā)展，而其他國內(nèi)的大型機(jī)場則較好地承擔(dān)著國家區(qū)域樞紐的功能。

2.2 樞紐機(jī)場航線網(wǎng)絡(luò)連通性變化

圖2顯示了我國四大樞紐機(jī)場從2010年至2014年的變化情況，整體趨于增長。北京首都國際機(jī)場、廣州白云國際機(jī)場2010到2013中的國內(nèi)航線網(wǎng)絡(luò)增長比例較小，2014年在容量幾乎達(dá)到限制的情況下取得較快增長，說明網(wǎng)絡(luò)的空間連通性是可以通過航線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化取得提高的，然而國內(nèi)連通性的增強(qiáng)一定程度上會阻礙國際航線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。上海浦東國際機(jī)場的國內(nèi)航線網(wǎng)絡(luò)連通性低于虹橋國際機(jī)場，其原因是浦東機(jī)場以國際航線為主的國際樞紐和虹橋以國內(nèi)航線為主的地區(qū)樞紐戰(zhàn)略定位的差異化發(fā)展。

3 結(jié)束語

本研究基于航線網(wǎng)絡(luò)的空間結(jié)構(gòu)建立機(jī)場航線網(wǎng)絡(luò)連通性指標(biāo)模型，計(jì)算了我國8個主要大型機(jī)場和北京、廣州、上海機(jī)場近年來的國內(nèi)機(jī)場航線網(wǎng)絡(luò)連通性指標(biāo)，并分析計(jì)算結(jié)果，驗(yàn)證其對單一機(jī)場航線網(wǎng)絡(luò)連通性研究的適用性，反映了該模型能夠準(zhǔn)確地評價樞紐機(jī)場的連通質(zhì)量，并可對機(jī)場未來的航線網(wǎng)絡(luò)連通性變化進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測，為我國樞紐機(jī)場航線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供真實(shí)可靠的參考。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：金嗣博（1992-），男，遼寧人，碩士，主要研究方向?yàn)榭罩薪煌ü芾?、樞紐機(jī)場。