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        長(zhǎng)三角機(jī)場(chǎng)群運(yùn)行相關(guān)性分析

        2021-01-21 13:58:38郭聰聰吳茂裕毛利民

        郭聰聰,彭 瑛,吳茂裕,江 斌,毛利民

        (1.南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院,南京 210016;2.華南理工大學(xué)工商管理學(xué)院,廣州 510641)

        長(zhǎng)三角地區(qū)是中國(guó)機(jī)場(chǎng)密度和飛行密度最大的區(qū)域之一,大型機(jī)場(chǎng)的密集分布使得區(qū)域內(nèi)多機(jī)場(chǎng)現(xiàn)象涌現(xiàn)。隨著各機(jī)場(chǎng)航班量的增加,鄰近機(jī)場(chǎng)之間在運(yùn)行時(shí)相互制約程度越來越高,特定飛行空域、航段及航路點(diǎn)等空域資源共用情況越發(fā)嚴(yán)重,導(dǎo)致該空域空中交通日趨繁忙,空域容量提升受限,嚴(yán)重影響了區(qū)域內(nèi)航班的正常放行率,造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。因此,研究長(zhǎng)三角機(jī)場(chǎng)系統(tǒng)之間的運(yùn)行問題,有利于提高系統(tǒng)內(nèi)機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行效率。

        國(guó)外學(xué)者對(duì)于機(jī)場(chǎng)群運(yùn)行現(xiàn)狀的研究起步較早,從2007年開始,美國(guó)聯(lián)合發(fā)展與規(guī)劃辦公室(JPDO)初步歸納了影響機(jī)場(chǎng)群運(yùn)行的多種因素,包括區(qū)域內(nèi)機(jī)場(chǎng)數(shù)量、各機(jī)場(chǎng)間距離、跑道運(yùn)行相關(guān)度、運(yùn)行限制和空域結(jié)構(gòu)等[1]。Atkins[2]總結(jié)了機(jī)場(chǎng)之間共享的空域資源:進(jìn)離場(chǎng)移交點(diǎn)、進(jìn)離場(chǎng)程序、重疊空域、公共扇區(qū)、噪聲和環(huán)境限制等。Li 等[3]研究了共用移交點(diǎn)、共用某段飛行程序、共用某部分空域、下游空域限制(尾流間隔,跑道容量,扇區(qū)容量等)4 個(gè)因素對(duì)于機(jī)場(chǎng)群中各機(jī)場(chǎng)的影響。國(guó)內(nèi)對(duì)于機(jī)場(chǎng)群的研究大多集中于提高機(jī)場(chǎng)群內(nèi)空域資源利用率及機(jī)場(chǎng)運(yùn)行效率等方面。歐陽(yáng)杰[4]提出了中國(guó)建立區(qū)域機(jī)場(chǎng)體系的原則及等級(jí)化、規(guī)模化和體系化的總體目標(biāo),并總結(jié)了機(jī)場(chǎng)群的發(fā)展模式。彭瑛[5]在機(jī)場(chǎng)群運(yùn)行評(píng)估模型的選取方面,總結(jié)了多類典型的機(jī)場(chǎng)群模型和綜合評(píng)估模型,從中確定了最優(yōu)的模型方案與優(yōu)化理論,進(jìn)一步加深了民航對(duì)于機(jī)場(chǎng)群各類模型的認(rèn)識(shí),在機(jī)場(chǎng)群規(guī)劃建設(shè)中發(fā)揮一定作用。

        國(guó)內(nèi)外針對(duì)各類機(jī)場(chǎng)群的測(cè)度方法、概念基礎(chǔ)、運(yùn)行指標(biāo)等方面的研究較為全面,但在空域資源利用率、機(jī)場(chǎng)群內(nèi)部運(yùn)行相關(guān)性等研究相對(duì)較少。因此,從飛行流量、離港延誤兩方面,根據(jù)機(jī)場(chǎng)群的實(shí)際運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù),研究機(jī)場(chǎng)群各機(jī)場(chǎng)之間在交通流量的相互作用及離港延誤架次、時(shí)間等運(yùn)行的內(nèi)在關(guān)聯(lián)和影響,從而有利于協(xié)調(diào)機(jī)場(chǎng)群內(nèi)各機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行,減少矛盾沖突。

        1 概況分析

        1.1 運(yùn)行現(xiàn)狀

        根據(jù)2018年中國(guó)民用航空局公布的《2018年民航機(jī)場(chǎng)吞吐量排名》[6],2018年長(zhǎng)三角地區(qū)所有機(jī)場(chǎng)完成旅客吞吐量2.48 億人次、貨郵吞吐量550 萬噸、飛機(jī)起降量達(dá)194 萬架次,其中,ZSPD、ZSSS、ZSHC、ZSNJ 4 個(gè)機(jī)場(chǎng)的吞吐量占長(zhǎng)三角地區(qū)總量的比重分別達(dá)到26%、14%、15%及11%,如圖1所示。長(zhǎng)三角共有22個(gè)機(jī)場(chǎng),上述4 個(gè)核心機(jī)場(chǎng)吞吐量總和占所有機(jī)場(chǎng)總比重的66%。根據(jù)“帕累托法則”,占機(jī)場(chǎng)總數(shù)18.2%的4 個(gè)機(jī)場(chǎng),完成量約占長(zhǎng)三角地區(qū)民航業(yè)務(wù)總量的70%,具有一定的決定作用和廣泛適用的特點(diǎn)。因此,選取ZSPD、ZSSS、ZSHC 和ZSNJ 4 個(gè)機(jī)場(chǎng)為代表,作為長(zhǎng)三角機(jī)場(chǎng)群的研究對(duì)象,從而在研究誤差允許范圍內(nèi),準(zhǔn)確有效地減小機(jī)場(chǎng)群結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和運(yùn)算總量,著重突出機(jī)場(chǎng)群運(yùn)行時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)的相關(guān)性。

        圖1 2018年長(zhǎng)三角四大機(jī)場(chǎng)與其他機(jī)場(chǎng)的吞吐量占比Fig.1 Throughput ratio of four major airports and other airports in Yangtze River Delta in 2018

        1.2 空域結(jié)構(gòu)

        機(jī)場(chǎng)群的空域結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)為各機(jī)場(chǎng)進(jìn)離場(chǎng)定位點(diǎn)的分布情況,根據(jù)2016年8月的電子航行資料匯編,研究了四大機(jī)場(chǎng)已公布的進(jìn)離場(chǎng)程序圖,在保證覆蓋主要定位點(diǎn)及其相對(duì)位置的基礎(chǔ)上,簡(jiǎn)化了進(jìn)離場(chǎng)程序的相關(guān)路線圖和操作程序,繪制了4 個(gè)機(jī)場(chǎng)的主要進(jìn)離場(chǎng)定位點(diǎn)示意圖,如圖2所示,其中,箭頭表示簡(jiǎn)化的操作程序,三角形表示主要的定位點(diǎn)。

        圖2 四大機(jī)場(chǎng)主要進(jìn)離場(chǎng)定位點(diǎn)及相對(duì)位置Fig.2 Main arrival and departure points and their relative positions of four major airports

        結(jié)合各機(jī)場(chǎng)和定位點(diǎn)的相對(duì)位置,繪制關(guān)于長(zhǎng)三角機(jī)場(chǎng)群的共享空域結(jié)構(gòu)圖(圖3)。從圖3中可看出,各機(jī)場(chǎng)之間均有相對(duì)應(yīng)的重合的共享定位點(diǎn)(如ZSPD和ZSSS 機(jī)場(chǎng)共享PIKAS、LAMEN 等定位點(diǎn))。由于飛機(jī)尾流間隔、設(shè)備工作能力等因素的限制,各機(jī)場(chǎng)之間必然存在空域資源的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,科學(xué)協(xié)調(diào)機(jī)場(chǎng)之間的空域資源,能最大限度地提高空域利用率,提高運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)效益,并減少地面擁堵和航線擁擠,是研究機(jī)場(chǎng)群運(yùn)行的重要課題之一。

        圖3 長(zhǎng)三角機(jī)場(chǎng)群的共享進(jìn)離場(chǎng)結(jié)構(gòu)圖Fig.3 Shared entry and exit structure chart of Yangtze River Delta multi-airport group

        2 Pearson 相關(guān)性分析模型

        皮爾遜(Pearson)相關(guān)系數(shù)定義為兩個(gè)變量之間的協(xié)方差和標(biāo)準(zhǔn)差的商。假設(shè)變量X 和Y 組成兩組樣本,兩變量之間的相關(guān)系數(shù)r 可表示如下

        式中,r∈[-1,1]。

        進(jìn)行相關(guān)性分析時(shí),首先選取要進(jìn)行相關(guān)性分析的變量,然后根據(jù)所建立的相關(guān)性分析模型,計(jì)算相關(guān)性,具體步驟如下。

        步驟1數(shù)據(jù)收集與處理

        通過空中交通管理局運(yùn)營(yíng)中心獲得2016年1月1日—2016年12月31日國(guó)內(nèi)全部機(jī)場(chǎng)的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)。經(jīng)過數(shù)據(jù)篩選及清洗,剩余約113 萬個(gè)長(zhǎng)三角機(jī)場(chǎng)群航班數(shù)據(jù)記錄片段。每個(gè)片段都包含6 個(gè)關(guān)鍵特征:航班號(hào)、機(jī)型、起飛機(jī)場(chǎng)、到達(dá)機(jī)場(chǎng)、計(jì)劃到達(dá)/起飛時(shí)間、實(shí)際到達(dá)/起飛時(shí)間。以此為基礎(chǔ),構(gòu)建各機(jī)場(chǎng)關(guān)于飛行流量、延誤分析的數(shù)據(jù)集,每個(gè)機(jī)場(chǎng)的數(shù)據(jù)集均包含日期、離場(chǎng)架次、進(jìn)場(chǎng)架次、總飛行流量、離場(chǎng)延誤架次、離場(chǎng)延誤總時(shí)間及離場(chǎng)平均延誤時(shí)間共7 個(gè)屬性。再進(jìn)行異常值剔除后,保留98%的有效值,表明采用剔除異常值之后的數(shù)據(jù)集作為研究對(duì)象,具有一定的有效性。

        步驟2相關(guān)性系數(shù)求解

        對(duì)于飛行流量的相關(guān)性分析,所需數(shù)據(jù)為長(zhǎng)三角四大機(jī)場(chǎng)全年的各時(shí)段進(jìn)離場(chǎng)架次。對(duì)于機(jī)場(chǎng)群各時(shí)刻離港延誤架次與時(shí)間的相關(guān)性,采用機(jī)場(chǎng)各時(shí)刻離港延誤架次進(jìn)行分析;對(duì)于機(jī)場(chǎng)群各地區(qū)離港延誤架次與時(shí)間的相關(guān)性,采用各機(jī)場(chǎng)不同離港方向的延誤架次進(jìn)行分析。

        參考式(1),計(jì)算各變量之間的Pearson 相關(guān)性系數(shù)。進(jìn)行相關(guān)性設(shè)計(jì)后,可獲得:①機(jī)場(chǎng)群內(nèi)部各機(jī)場(chǎng)之間的各時(shí)刻進(jìn)離場(chǎng)架次的相關(guān)性及顯著性水平;②各時(shí)刻或各地區(qū)離港延誤架次與時(shí)間的相關(guān)性及顯著性水平。具體計(jì)算過程如下。

        1)飛行流量相關(guān)性

        作為多核心型機(jī)場(chǎng)群,由于空域資源、地面結(jié)構(gòu)等多方面的共同作用,導(dǎo)致長(zhǎng)三角機(jī)場(chǎng)群交通流量的相互作用愈加復(fù)雜[7-8],機(jī)場(chǎng)的資源分配和進(jìn)度優(yōu)化,不僅要考慮該機(jī)場(chǎng)的進(jìn)離港均衡,還需要考慮機(jī)場(chǎng)群內(nèi)其他機(jī)場(chǎng)的進(jìn)離港容量的均衡。考慮全天各時(shí)刻中機(jī)場(chǎng)之間進(jìn)離港架次的相關(guān)性,能夠幫助機(jī)場(chǎng)管理者結(jié)合現(xiàn)有的資源和信息,更好地相互協(xié)調(diào),保證機(jī)場(chǎng)良好的運(yùn)行水平。

        假設(shè)第i 行的進(jìn)場(chǎng)架次為fA(i),第j 列的進(jìn)場(chǎng)架次為fA(j),第i 行的離場(chǎng)架次為fD(i),第j 列的離場(chǎng)架次為fD(j),平均進(jìn)場(chǎng)架次為fA,平均離場(chǎng)架次為fD。

        計(jì)算進(jìn)場(chǎng)架次fA(i)與進(jìn)場(chǎng)架次fA(j)之間的Pearson 相關(guān)性系數(shù)如下

        計(jì)算進(jìn)場(chǎng)架次fA(i)與離場(chǎng)架次fD(j)之間的Pearson 相關(guān)性系數(shù)如下

        計(jì)算離場(chǎng)架次fD(i)與離場(chǎng)架次fD(j)之間的Pearson 相關(guān)性系數(shù)如下

        2)離港延誤相關(guān)性

        離港延誤率是衡量機(jī)場(chǎng)航班正常率的一個(gè)重要指標(biāo)[9-10],能夠幫助機(jī)場(chǎng)掌握每個(gè)時(shí)刻的運(yùn)行狀態(tài),并根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)措施以提高旅客的乘機(jī)體驗(yàn)、減少航空公司的運(yùn)營(yíng)成本及管制人員的工作負(fù)荷。

        離港延誤分析包括離港延誤時(shí)間分布相關(guān)性和離港延誤地區(qū)分布相關(guān)性兩方面。研究機(jī)場(chǎng)群各時(shí)刻離港延誤架次與時(shí)間之間的相關(guān)性,能夠幫助機(jī)場(chǎng)提前準(zhǔn)備應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的大面積延誤,增進(jìn)機(jī)場(chǎng)之間運(yùn)行狀態(tài)的相互了解。而研究機(jī)場(chǎng)群飛往各地區(qū)的延誤架次與時(shí)間的相關(guān)性,能夠更加精確地幫助機(jī)場(chǎng)協(xié)調(diào)有限資源,從而最大化資源的利用率。

        a)離港延誤時(shí)間分布

        離港延誤時(shí)間分布相關(guān)性研究的是離港延誤架次與離港延誤時(shí)間之間的相關(guān)性。假設(shè)第i 行的離港延誤架次為fd(i),第j 列的離港延誤架次為fd(j),離港平均延誤架次;第i 行的離港延誤時(shí)間為td(i),第j 列的離港延誤時(shí)間為td(j),離港平均延誤時(shí)間為。

        計(jì)算離港延誤架次fd(i)與離港延誤架次fd(j)之間的Pearson 相關(guān)性系數(shù)如下

        計(jì)算離港延誤時(shí)間td(i)與離港延誤架次fd(j)之間的Pearson 相關(guān)性系數(shù)如下

        計(jì)算離港延誤時(shí)間td(i)與離港延誤時(shí)間td(j)之間的Pearson 相關(guān)性系數(shù)如下

        b)離港延誤地區(qū)分布

        每個(gè)機(jī)場(chǎng)都具有不同的離港方向,離港延誤地區(qū)分布相關(guān)性研究的是不同方向離港延誤架次之間的相關(guān)性。假設(shè)第i 個(gè)方向上的離港延誤架次為fd(i),第j 個(gè)方向上的離港延誤架次為fd(j)。

        計(jì)算第i 個(gè)方向上的離港延誤架次fd(i)與第j 個(gè)方向上的離港延誤架次fd(j)的Pearson 相關(guān)性系數(shù)如下

        步驟3顯著性水平檢驗(yàn)

        上一步計(jì)算各變量間的Pearson 相關(guān)性系數(shù)r 時(shí),必然相應(yīng)地計(jì)算出其顯著性水平P,設(shè)置P 的臨界值為0.05,對(duì)應(yīng)5 顆星。若P<0.05,則說明不能拒絕原假設(shè),即變量之間的差異有顯著意義。

        步驟4數(shù)據(jù)可視化

        由于對(duì)比的組別過多,Pearson 相關(guān)性系數(shù)r 也較多,為使結(jié)果更加直觀,便于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行理解和分析,將結(jié)果進(jìn)行可視化處理。

        步驟5結(jié)果分析

        獲得機(jī)場(chǎng)群內(nèi)部各機(jī)場(chǎng)之間的進(jìn)離港架次及延誤分布的相關(guān)性及顯著性水平,然后對(duì)其進(jìn)行分析,得到長(zhǎng)三角機(jī)場(chǎng)群機(jī)場(chǎng)飛行流量及離港延誤的運(yùn)行結(jié)論及建議。

        綜上,對(duì)上述相關(guān)性分析方法的設(shè)計(jì)圖,如圖4所示。

        圖4 相關(guān)性分析方法設(shè)計(jì)Fig.4 Correlation analysis method design

        3 相關(guān)性分析結(jié)果

        3.1 飛行流量相關(guān)性分析

        圖5為機(jī)場(chǎng)群進(jìn)離港架次的相關(guān)性及顯著性水平(方格刻度表示飛機(jī)架次),其中:對(duì)角線方格顯示各機(jī)場(chǎng)進(jìn)離港架次的分布圖;對(duì)角線上方方格的數(shù)字表示兩個(gè)屬性之間的相關(guān)性值,星號(hào)表示顯著程度(星號(hào)越多表明越顯著,3 顆星說明該相關(guān)性為顯著可信);對(duì)角線下方方格給出兩個(gè)屬性的散點(diǎn)圖,數(shù)據(jù)中間的曲線表示屬性之間的線性相關(guān)性。

        圖5 機(jī)場(chǎng)群進(jìn)離港架次相關(guān)性與顯著性水平Fig.5 Correlation and significance level of arrival and departure flight of multi-airport group

        將屬性之間的相關(guān)性可視化為熱力圖,使結(jié)果顯示更加清晰,如圖6所示。色塊顏色越深,說明兩者之間的相關(guān)度越高。

        圖6 各機(jī)場(chǎng)進(jìn)離港時(shí)刻相關(guān)性的熱力圖Fig.6 Correlation between airport arrival and departure time of each airport

        由于數(shù)據(jù)集覆蓋量較大(全年),所有屬性的顯著性檢驗(yàn)均可信,從圖5和圖6中可得到以下結(jié)論:

        1)由對(duì)角線方格可看出,各機(jī)場(chǎng)進(jìn)離港架次出現(xiàn)的組合中,除(0,0)外,出現(xiàn)頻次最大的組合均接近于機(jī)場(chǎng)的容量限制值,符合正態(tài)分布的特點(diǎn),說明長(zhǎng)三角地區(qū)四大機(jī)場(chǎng)在每天8:00—22:00 的時(shí)段內(nèi),其服務(wù)的進(jìn)離港架次均趨于飽和容量,機(jī)場(chǎng)接近飽和運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),能夠充分利用有限資源和分配流量以保證經(jīng)濟(jì)效益的最大化,但處理應(yīng)急事件的彈性較小,需要時(shí)刻保持相互溝通提高應(yīng)急反應(yīng)能力;

        2)對(duì)于離港-離港之間的相關(guān)性,四大機(jī)場(chǎng)之間離港-離港的相關(guān)性均較大,rmax=rZSHC_離港-ZSSS_離港=0.86,rmin=rZSNJ_離港-ZSPD_離港=0.77,說明長(zhǎng)三角機(jī)場(chǎng)群各大機(jī)場(chǎng)的離港時(shí)刻較為集中,符合早晚高峰航班波“早離港”的特征,且總體分布均勻,即各機(jī)場(chǎng)的離港架次在同一時(shí)刻內(nèi)均趨于飽和;

        3)對(duì)于進(jìn)港-進(jìn)港之間的相關(guān)性,與離港-離港相似,rmax=rZSHC_進(jìn)港-ZSSS_進(jìn)港=0.87,rmin=rZSHC_進(jìn)港-ZSNJ_進(jìn)港=0.75,說明長(zhǎng)三角機(jī)場(chǎng)群各大機(jī)場(chǎng)進(jìn)港的時(shí)刻較為集中,符合早晚高峰形航班波“晚進(jìn)港”的特征,且總體分布均勻,即各機(jī)場(chǎng)進(jìn)港架次在同一時(shí)刻內(nèi)均趨于飽和;

        4)對(duì)于離港-進(jìn)港之間的相關(guān)性,rZSPD_進(jìn)港-ZSPD_離港=rZSPD_離港-ZSSS_進(jìn)港=0.70,說明ZSPD 的進(jìn)港航班與自身的離港航班、ZSSS 的進(jìn)港航班相對(duì)錯(cuò)峰,能夠更有效地避免因地理位置過近導(dǎo)致的資源緊張,而rZSHC_離港-ZSHC_進(jìn)港=0.53,rZSNJ_離港-ZSNJ_進(jìn)港=0.57,rZSSS_離港-ZSSS_進(jìn)港=0.58,較小的相關(guān)系數(shù)值表明機(jī)場(chǎng)各時(shí)刻分布的進(jìn)離港架次相近,其運(yùn)行能力較為均衡。

        綜上,長(zhǎng)三角機(jī)場(chǎng)群中,四大機(jī)場(chǎng)“早離港、晚進(jìn)港”的特征明顯,不利于機(jī)場(chǎng)群保持進(jìn)離港的均衡,時(shí)段內(nèi)用于起飛或著陸跑道的利用率較低,且易造成場(chǎng)內(nèi)擁堵、航線擁擠的現(xiàn)象。同時(shí),機(jī)場(chǎng)離港與進(jìn)港的相關(guān)性有限,ZSPD 和ZSSS 能夠有效錯(cuò)峰運(yùn)行,機(jī)場(chǎng)本身進(jìn)離場(chǎng)架次較均衡??傮w而言,協(xié)調(diào)機(jī)場(chǎng)群進(jìn)離港架次,能夠有效促進(jìn)機(jī)場(chǎng)群總體容量和運(yùn)行效率的提高。

        3.2 離港延誤相關(guān)性分析

        3.2.1 離港延誤時(shí)間分布

        由于各類屬性之間的相關(guān)性均顯著可信,可實(shí)現(xiàn)各機(jī)場(chǎng)離港延誤架次與時(shí)間的相關(guān)性,如圖7所示。

        圖7 四大機(jī)場(chǎng)離港延誤架次與時(shí)間的相關(guān)性及顯著性水平Fig.7 Correlation and significance level between delay flights and time among four magor airports

        分析得到以下的相關(guān)結(jié)論:

        1)在對(duì)角線方格中,各機(jī)場(chǎng)離港延誤架次仍符合一定的正態(tài)分布(不考慮(0,0)),說明離港延誤的架次與離港總架次呈正相關(guān)關(guān)系,而延誤時(shí)間則較為集中,出現(xiàn)較多大面積的短時(shí)延誤,機(jī)場(chǎng)可在每天8:00—22:00 的高峰時(shí)段中,加強(qiáng)管理,避免延誤的“連鎖”反應(yīng);

        2)在架次-架次之間的相關(guān)性中,由于離港延誤架次與離港架次呈強(qiáng)正相關(guān)關(guān)系,各機(jī)場(chǎng)的延誤架次之間也具有較大的相關(guān)性,rmax=rZSHC-ZSSS=0.87,rmin=rZSNJ-ZSPD=0.78。由于存在波及延誤(前一航班的延誤將引起后續(xù)航班的連鎖反應(yīng)),同時(shí)各機(jī)場(chǎng)之間的地理位置相鄰,航班延誤率的大小直接與共享定位點(diǎn)分配流量的效率有關(guān),提高共享定位點(diǎn)的使用率,對(duì)于降低延誤有重要作用;

        3)對(duì)于架次-時(shí)間之間的相關(guān)性,各機(jī)場(chǎng)離港延誤架次與時(shí)間的相關(guān)性較小,說明二者之間相互影響的程度較小,可能在于由天氣、管制等引起的延誤時(shí)間具有不可控性,研究意義不大;

        4)對(duì)于時(shí)間-時(shí)間之間的相關(guān)性,各機(jī)場(chǎng)離港延誤相關(guān)性較小,說明各機(jī)場(chǎng)離港延誤時(shí)間的決定因素是機(jī)場(chǎng)自身資源和運(yùn)行水平,彼此之間的影響較小。

        綜上,長(zhǎng)三角機(jī)場(chǎng)群中,離港延誤架次與離港的總架次呈強(qiáng)正相關(guān)關(guān)系,也滿足“早離港”的高峰特征,而由于延誤時(shí)間具有不可控性且與機(jī)場(chǎng)自身能力、資源相關(guān),各機(jī)場(chǎng)延誤的時(shí)間與其他屬性的關(guān)聯(lián)不大。總體而言,離港延誤能夠通過提前預(yù)知管制條件及航班調(diào)度,減少波及延誤,提高空域資源利用率。

        3.2.2 離港延誤地區(qū)分布

        計(jì)算機(jī)場(chǎng)群某機(jī)場(chǎng)飛往各地區(qū)的離港延誤架次之間的相關(guān)性,由于數(shù)據(jù)量較大(28 個(gè)變量),數(shù)據(jù)顯示較為模糊,采用熱力圖的方式進(jìn)行說明,如圖8所示。

        圖8 機(jī)場(chǎng)群離港方向的延誤架次相關(guān)性熱力圖Fig.8 Correlation thermogram between dalay departure flights of multi-airport group

        由此得出以下的相關(guān)結(jié)論:

        1)熱力圖中淺色或白色區(qū)域占比較大,說明大體上各地區(qū)離港延誤之間的相關(guān)性較小,離港延誤與航班目的地所屬區(qū)域的關(guān)聯(lián)程度不大;

        2)各機(jī)場(chǎng)內(nèi)部離港方向的相關(guān)性為rZSHC_西南-中南=0.60,rZSNJ_西南-中南=0.53,rZSPD_東北-西北=0.58,rZSPD_東北-西南=0.55,rZSPD_東北-中南=0.56,rZSPD_西北-西南=0.60,rZSPD_中南-西南=0.50 及ZSSS 機(jī)場(chǎng)的全部區(qū)域之間的相關(guān)性均適中,可能的原因在于其離港所需的地面、空域資源稍微有所重疊(如起飛方向、離港定位點(diǎn)重合),因此,應(yīng)關(guān)注其離港的共同點(diǎn),減少運(yùn)行高峰的出現(xiàn);

        3)部分機(jī)場(chǎng)之間的離港延誤與地區(qū)之間有明顯的相關(guān)性(圖中深色),如rZSSS_中南-ZSHC_中南=0.74,rZSSS_中南-ZSPD_東北=0.69,rZSSS_中南-ZSNJ_中南=0.64,說明這些所屬區(qū)域的離港航班之間延誤與否具有強(qiáng)正相關(guān)性,能夠幫助機(jī)場(chǎng)熟知彼此的運(yùn)作規(guī)律、增進(jìn)合作,更好地協(xié)調(diào)離港航班所需的地面、空域資源。

        3.3 優(yōu)化建議

        通過長(zhǎng)三角機(jī)場(chǎng)群內(nèi)關(guān)于進(jìn)離港架次,離港延誤架次與時(shí)間、地區(qū)的相關(guān)性研究,總結(jié)了各類相關(guān)性的特征和現(xiàn)狀,為長(zhǎng)三角機(jī)場(chǎng)群的運(yùn)行提出了多方面的優(yōu)化建議。

        1)在每天8:00—22:00 的主要運(yùn)行時(shí)段內(nèi),優(yōu)化各機(jī)場(chǎng)在共享進(jìn)離港定位點(diǎn)的流量分配,爭(zhēng)取做到“流量錯(cuò)峰”,避免機(jī)場(chǎng)群“早離港,晚進(jìn)港”的集中性,從而提高機(jī)場(chǎng)群中有限資源和“該時(shí)段內(nèi)閑置”跑道的綜合利用率。

        2)在高峰運(yùn)行時(shí)段內(nèi),由于機(jī)場(chǎng)內(nèi)總飛行流量趨于飽和,對(duì)應(yīng)急事件的處理能力有限,因此,應(yīng)制定充分的應(yīng)對(duì)措施和標(biāo)準(zhǔn)流程,進(jìn)一步結(jié)合長(zhǎng)三角地區(qū)的其他衛(wèi)星機(jī)場(chǎng),保證處理應(yīng)急事件的效率。

        3)由于機(jī)場(chǎng)群中離港延誤率較高,因此,機(jī)場(chǎng)離港延誤與離港總架次呈強(qiáng)正相關(guān)關(guān)系,可通過“離港錯(cuò)峰”的方式提高資源利用率、降低延誤率,也可通過增加人員的方式提高工作效率,以避免出現(xiàn)“波及延誤”。同時(shí),由于延誤時(shí)間的長(zhǎng)短直接影響旅客體驗(yàn)、航空公司運(yùn)營(yíng)成本等,且只與機(jī)場(chǎng)自身的運(yùn)行水平相關(guān)。因此,提升機(jī)場(chǎng)容量、管制人員素質(zhì)及機(jī)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)行程序等,能夠有效地減少延誤時(shí)間。

        4)各機(jī)場(chǎng)離港延誤的地區(qū)相關(guān)性有限,對(duì)于同一機(jī)場(chǎng)不同地區(qū)的離港延誤,應(yīng)關(guān)注強(qiáng)相關(guān)性的關(guān)聯(lián)地區(qū),研究其離港時(shí)所需的空域資源是否高度重疊等,從而采取地區(qū)性的“離港錯(cuò)峰”;對(duì)于不同機(jī)場(chǎng)之間具有強(qiáng)相關(guān)性的地區(qū),則能夠增進(jìn)機(jī)場(chǎng)群中各機(jī)場(chǎng)了解彼此的運(yùn)作規(guī)律,從而提前制定應(yīng)對(duì)離港延誤的相應(yīng)措施。

        4 結(jié)語(yǔ)

        通過對(duì)長(zhǎng)三角機(jī)場(chǎng)群內(nèi)部機(jī)場(chǎng)飛行流量的相關(guān)性、離港延誤時(shí)間分布及地區(qū)分布的相關(guān)性進(jìn)行分析,從空域資源、高峰進(jìn)離港航班占比率等方面為長(zhǎng)三角機(jī)場(chǎng)群的建設(shè)發(fā)展提出優(yōu)化建議,從而為實(shí)際解決機(jī)場(chǎng)群現(xiàn)象、提高機(jī)場(chǎng)群運(yùn)行效率提供了一定的參考借鑒。同時(shí),文中未能結(jié)合實(shí)際運(yùn)營(yíng)政策提出切實(shí)可行地提高空域利用率的相關(guān)建議,且長(zhǎng)三角機(jī)場(chǎng)群內(nèi)部機(jī)場(chǎng)之間的關(guān)聯(lián)及與其他18 個(gè)機(jī)場(chǎng)的研究存在不足,將作為進(jìn)一步的研究方向。

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