李玉民，劉 陽，王顯舜

(鄭州大學(xué) 管理工程學(xué)院，河南 鄭州 450001)

0 引言

航空物流在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演著重要角色，航空物流產(chǎn)業(yè)被稱作全球貿(mào)易與電商的驅(qū)動器，2017年空運(yùn)貨物的價(jià)值占到全球貿(mào)易金額的34.6%。作為可以提供全球范圍物流運(yùn)輸?shù)慕煌ǚ绞?，航空物流對全球?jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)占全球GDP的8%[1-2]。機(jī)場航空物流輻射范圍，又被稱作機(jī)場物流腹地，指的是位于機(jī)場周圍為機(jī)場提供航空貨運(yùn)量，并且可以促進(jìn)機(jī)場航空物流發(fā)展的最大地理范圍和地域。機(jī)場作為航空物流發(fā)展的重要依托，航空物流需求預(yù)測、航空公司貨運(yùn)航線規(guī)劃等決策都與機(jī)場航空物流輻射范圍密切相關(guān)[3]。目前，已有學(xué)者對機(jī)場與其所依附城市間的關(guān)系、機(jī)場航空物流發(fā)展影響因素、機(jī)場航空客運(yùn)服務(wù)范圍及可達(dá)性進(jìn)行了一些研究[2,4-6]：①以往研究主要關(guān)注航空客運(yùn)服務(wù)范圍，缺少有關(guān)航空物流輻射范圍的研究；②缺少考慮區(qū)域內(nèi)機(jī)場的相互競爭力；③以往研究對象多為單個(gè)或小范圍區(qū)域內(nèi)機(jī)場，缺乏全國格局下機(jī)場輻射范圍的劃分及動態(tài)格局演變研究。

合理測定內(nèi)地各大機(jī)場航空物流輻射范圍是科學(xué)規(guī)劃內(nèi)地機(jī)場布局和航空貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)布局的理論基礎(chǔ)和重要前提。在范圍測定的基礎(chǔ)上對近年來范圍格局演變進(jìn)行研究有利于揭示不同地區(qū)間產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度與發(fā)展速度差異，對區(qū)域經(jīng)濟(jì)和航空物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展都有著重要的現(xiàn)實(shí)意義[2]?；谝陨戏治?，將內(nèi)地航空物流競爭力較強(qiáng)的機(jī)場作為研究對象，選取2007、2012、2017年3個(gè)年份為研究時(shí)間節(jié)點(diǎn)，構(gòu)建綜合評價(jià)指標(biāo)體系，采用主成分分析法對所選19個(gè)機(jī)場3 a的航空物流綜合實(shí)力進(jìn)行評價(jià)，利用基于斷裂點(diǎn)模型的加權(quán)Voronoi圖法對機(jī)場航空物流輻射范圍進(jìn)行劃分界定并進(jìn)一步分析其演變規(guī)律，探索影響機(jī)場航空物流格局演變的因素，為制定機(jī)場物流相關(guān)規(guī)劃提供理論依據(jù)，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)和航空物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供決策參考。

1 研究對象、方法和數(shù)據(jù)來源

1.1 研究對象

研究對象包括19個(gè)機(jī)場：三大門戶復(fù)合樞紐機(jī)場——北京首都機(jī)場(IATA代碼：PEK)、上海浦東/虹橋機(jī)場(PVG/SHA)、廣州白云機(jī)場(CAN)；8大區(qū)域性樞紐機(jī)場——重慶江北機(jī)場(CKG)、成都雙流機(jī)場(CTU)、武漢天河機(jī)場(WUH)、鄭州新鄭機(jī)場(CGO)、沈陽桃仙機(jī)場(SHE)、西安咸陽機(jī)場(XIY)、昆明長水機(jī)場(KMG)、烏魯木齊地窩堡機(jī)場(URC)；此外還選取了8個(gè)具有較強(qiáng)航空物流實(shí)力的機(jī)場，分別為深圳寶安機(jī)場(SZX)、杭州蕭山機(jī)場(HGH)、廈門高崎機(jī)場(XMN)、南京祿口機(jī)場(NKG)、天津?yàn)I海機(jī)場(TSN)、青島流亭機(jī)場(TAO)、大連周水子機(jī)場(DLC)、海口美蘭機(jī)場(HAK)。這19個(gè)機(jī)場的貨郵吞吐量集中度高達(dá)85%以上，同時(shí)也是近10 a內(nèi)地航空貨郵吞吐總量排名前20的機(jī)場(筆者將上海浦東和虹橋機(jī)場視為一個(gè)對象，研究對象實(shí)際為19個(gè))，代表了我國內(nèi)地航空物流發(fā)展的最高水平。

1.2 研究方法

1.2.1 主成分分析法

主成分分析法可以將多個(gè)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)不相關(guān)的綜合性指標(biāo)，在不損失指標(biāo)價(jià)值的情況下對數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)簡化，可以克服主觀賦值法客觀性不足的缺點(diǎn)。擬采用主成分分析法對19個(gè)機(jī)場的航空物流綜合實(shí)力進(jìn)行評價(jià)。

1.2.2 基于斷裂點(diǎn)模型的加權(quán)Voronoi圖法

空間輻射范圍測定通常采用的方法有引力模型法、斷裂點(diǎn)法以及Wilson模型法等，但這些方法均無法完善地解決廣區(qū)域多發(fā)生點(diǎn)的范圍劃分問題[2,4-5]?；跀U(kuò)展斷裂點(diǎn)模型的加權(quán)Voronoi圖法具有傳統(tǒng)模型所不具備的劃分不連續(xù)性問題能力，能夠有效解決廣區(qū)域多發(fā)生點(diǎn)范圍劃分問題[6]，故選用此方法對機(jī)場航空物流輻射范圍進(jìn)行測定。

(1)斷裂點(diǎn)模型。斷裂點(diǎn)模型是在“零售引力規(guī)律”基礎(chǔ)上研究得出的理論[5]。將斷裂點(diǎn)模型應(yīng)用到本文機(jī)場航空物流輻射范圍研究中，其公式為

(1)

式中：Di、Dj為相鄰兩機(jī)場i、j到斷裂點(diǎn)的距離；dij和dji表示兩機(jī)場間歐氏距離；Qi、Qj分別為兩機(jī)場的規(guī)模。為能更好地反映出機(jī)場航空物流發(fā)展水平與潛力，采用機(jī)場航空物流綜合實(shí)力對其進(jìn)行評價(jià)，以綜合實(shí)力代表機(jī)場規(guī)模。

設(shè)ai、aj為機(jī)場i、j的航空物流輻射范圍擴(kuò)張速度，由于dij=dji，則由式(1)可得

(2)

則可知相鄰兩機(jī)場航空物流輻射范圍擴(kuò)張速度與其航空物流綜合實(shí)力的平方根成正比，那么相鄰兩機(jī)場航空物流輻射范圍可以看作是以自身航空物流綜合實(shí)力的平方根為權(quán)重不斷擴(kuò)張形成的。

(2)加權(quán)Voronoi圖。Voronoi圖是一種重要的空間分析工具，功能為剖分平面空間[7]。設(shè)平面上一個(gè)點(diǎn)集S={p1,p2,p3,…,pn},n∈[3,+∞)，且任意兩點(diǎn)不共位、四點(diǎn)不共圓，d為兩點(diǎn)間的歐氏距離，x為區(qū)域內(nèi)任意點(diǎn)，則有:

Ti={x:d(x,pi)

(3)

即在凸多邊形Ti中，任意內(nèi)點(diǎn)x到凸多邊形發(fā)生點(diǎn)pi的距離都小于x到其他發(fā)生點(diǎn)pj的距離。

國外學(xué)者之后進(jìn)行了拓展，提出了加權(quán)Voronoi圖理論[8-9]。加權(quán)Voronoi圖將空間中不同發(fā)生點(diǎn)的權(quán)重引入模型中，其定義式為：

(4)

式中：Vn(pi,λi)代表發(fā)生點(diǎn)pi所在的空間區(qū)域；λi、λj為pi、pj的權(quán)重(i=1,2,3,…,n)。

綜合以上分析，筆者提出將斷裂點(diǎn)模型和加權(quán)Voronoi圖結(jié)合，以機(jī)場航空物流綜合實(shí)力的平方根為權(quán)重，Vn(pi,Qi)代表機(jī)場在Voronoi圖中的航空物流輻射范圍空間區(qū)域，則機(jī)場航空物流輻射范圍劃分模型可表示為

(5)

1.3 數(shù)據(jù)來源

機(jī)場相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)來源于中國民用航空局全國機(jī)場生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)公報(bào)、各機(jī)場官方網(wǎng)站和相關(guān)規(guī)劃；機(jī)場所在城市相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》及相應(yīng)城市的統(tǒng)計(jì)年鑒、國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)。

2 機(jī)場航空物流綜合實(shí)力評價(jià)

2.1 指標(biāo)體系構(gòu)建

結(jié)合航空物流特點(diǎn)，從機(jī)場所在城市社會經(jīng)濟(jì)環(huán)境、周邊交通運(yùn)輸條件、機(jī)場規(guī)模及物流水平方面選取12個(gè)指標(biāo)構(gòu)建機(jī)場航空物流綜合實(shí)力評價(jià)指標(biāo)體系[4-6,10]，具體如表1所示。

表1 機(jī)場航空物流綜合實(shí)力評價(jià)指標(biāo)體系Table 1 The factors of comprehensive strength evaluation for aviation logistics of airport

2.2 綜合實(shí)力評價(jià)

運(yùn)用SPSS 22.0軟件對指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，然后進(jìn)行主成分分析。為更直觀地反映各機(jī)場綜合實(shí)力，對直接計(jì)算出的數(shù)值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其變?yōu)檎怠榇_保原得分的大小排序不變，對原得分在[1,10]上進(jìn)行變換[11]：

(6)

表2 各機(jī)場航空物流綜合實(shí)力得分與排名Table 2 The score of comprehensive strength and the ranking of aviation logistics of each airport

航空物流綜合實(shí)力不僅可以反映機(jī)場的發(fā)展勢頭，同時(shí)也反映出機(jī)場所在城市及地區(qū)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力與發(fā)展?jié)摿?。由?可知，內(nèi)地機(jī)場在航空物流發(fā)展方面具有顯著的地域分布不均衡特征，2007—2017年間綜合實(shí)力相對較強(qiáng)的機(jī)場大多分布在東南沿海地區(qū)，也有個(gè)別在中西部地區(qū)，東北地區(qū)機(jī)場綜合實(shí)力相對較弱，總體呈現(xiàn)出“東南高，西北低”的分布規(guī)律。

3 航空物流輻射范圍與格局演變分析

通過Arcgis10.2軟件計(jì)算并劃分2007、2012、2017年內(nèi)地各機(jī)場的航空物流輻射范圍，可以得到具體劃分及格局演變情況。

通過像素填充法對分區(qū)加權(quán)Voronoi圖面積進(jìn)行計(jì)算[12]，得到各機(jī)場航空物流輻射范圍面積及其占陸地國土空間的比重，具體結(jié)果及變化趨勢如表3所示。

3.1 輻射范圍分析

按2017年機(jī)場的航空物流輻射范圍大小可將機(jī)場分為4類：

Ⅰ類機(jī)場的航空物流輻射范圍較廣，該類機(jī)場占陸地國土面積的比重均在5%以上，包括北京首都機(jī)場、烏魯木齊地窩堡機(jī)場、成都雙流機(jī)場、廣州白云機(jī)場、沈陽桃仙機(jī)場和西安咸陽機(jī)場。

Ⅱ類機(jī)場的航空物流輻射范圍中等，占陸地國土面積1%～5%，該類包括重慶江北機(jī)場、鄭州新鄭機(jī)場、杭州蕭山機(jī)場、武漢天河機(jī)場、昆明長水機(jī)場、南京祿口機(jī)場和廈門高崎機(jī)場。

Ⅲ類機(jī)場雖然航空物流綜合實(shí)力很強(qiáng)，但是航空物流輻射范圍較小，該類包括上海浦東/虹橋機(jī)場和深圳寶安機(jī)場。以上海浦東/虹橋機(jī)場為例進(jìn)行說明，其航空物流綜合實(shí)力雖位于內(nèi)地首位，但輻射區(qū)域卻相對較小，分析認(rèn)為，導(dǎo)致該現(xiàn)象主要有兩方面原因：首先，長三角地區(qū)機(jī)場密度較大，區(qū)域內(nèi)存在許多航空物流實(shí)力強(qiáng)勁的機(jī)場，一定程度上限制了上海浦東/虹橋機(jī)場在內(nèi)地的物流輻射范圍擴(kuò)張[2]；其次，上海位于東部沿海地區(qū)，加權(quán)Voronoi圖法暫時(shí)無法測量其輻射范圍在陸地空間以外的部分。深圳寶安機(jī)場原因與此類似，不再進(jìn)行單獨(dú)說明。

Ⅳ類機(jī)場的航空物流綜合實(shí)力較弱，航空物流輻射范圍較小，包括青島流亭機(jī)場、天津?yàn)I海機(jī)場、大連周水子機(jī)場和?？诿捞m機(jī)場。

通過機(jī)場綜合分析可知，機(jī)場航空物流輻射范圍與其綜合實(shí)力密切相關(guān)，但并不完全是正相關(guān)關(guān)系，如東南沿海地區(qū)多數(shù)機(jī)場的綜合實(shí)力并不弱，但輻射范圍卻相對較小，說明除航空物流綜合實(shí)力外，輻射范圍還受到機(jī)場地理區(qū)位、所處區(qū)域機(jī)場密度及周圍機(jī)場競爭關(guān)系的影響。

3.2 格局演變與趨勢分析

通過對比2007、2012、2017年物流輻射范圍及表3輻射范圍占比變化可以發(fā)現(xiàn)，內(nèi)地機(jī)場的航空物流輻射范圍格局近年來總體上變化并不顯著，但局部地區(qū)存在較為明顯的變化。

表3 各機(jī)場2007、2012、2017年航空物流輻射范圍占內(nèi)地陸地國土空間比重Table 3 The proportion of the radiation range of aviation logistics to land area in 2007, 2012, 2017

2007年以來，鄭州新鄭機(jī)場、武漢天河機(jī)場、成都雙流機(jī)場、重慶江北機(jī)場、西安咸陽機(jī)場、烏魯木齊地窩堡機(jī)場、青島流亭機(jī)場的航空物流輻射范圍呈現(xiàn)不斷擴(kuò)張的趨勢。其中鄭州新鄭機(jī)場是內(nèi)地航空物流輻射范圍擴(kuò)張速度最快的機(jī)場，其輻射范圍在近10 a間擴(kuò)張了約50%。

而上海浦東/虹橋機(jī)場、北京首都機(jī)場、廣州白云機(jī)場、天津?yàn)I海機(jī)場、昆明長水機(jī)場、廈門高崎機(jī)場、南京祿口機(jī)場的航空物流輻射范圍則呈現(xiàn)縮小狀態(tài)。這些輻射范圍呈現(xiàn)縮小狀態(tài)的機(jī)場中不乏我國內(nèi)地航空物流發(fā)展中的“領(lǐng)頭羊”，由于近10 a來它們的航空物流發(fā)展速度慢慢地被周圍地區(qū)機(jī)場超越，導(dǎo)致其航空物流輻射范圍不斷縮小。此外，通過3個(gè)時(shí)間點(diǎn)的對比發(fā)現(xiàn)，近年來深圳寶安機(jī)場、?？诿捞m機(jī)場、大連周水子機(jī)場、沈陽桃仙機(jī)場、杭州蕭山機(jī)場的航空物流輻射范圍雖有些許擴(kuò)張或收縮趨勢，但總體上幾乎無變化。

通過對這些機(jī)場區(qū)位及變化趨勢進(jìn)行綜合分析發(fā)現(xiàn)，航空物流輻射范圍呈擴(kuò)張態(tài)勢的機(jī)場多數(shù)位于我國中西部地區(qū)，而東南沿海、華北、東北地區(qū)機(jī)場航空物流發(fā)展速度相對中西部地區(qū)較為緩慢，這些地區(qū)機(jī)場航空物流輻射范圍多呈現(xiàn)收縮或者變化不明顯的狀態(tài)。

3.3 格局演變影響因素分析

在機(jī)場航空物流綜合實(shí)力測算中，通過對因子荷載矩陣與主成分貢獻(xiàn)率分析發(fā)現(xiàn)，2007年對機(jī)場航空物流綜合實(shí)力影響最大的三因素分別為機(jī)場航空貨郵吞吐量、貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量與高速公路密度；2012年影響最大的三因素變化為機(jī)場航空貨郵吞吐量、高速公路密度、進(jìn)出口總額；2017年影響最大的三因素又變化為進(jìn)出口總額、GDP、機(jī)場航空貨郵吞吐量。這說明機(jī)場航空物流發(fā)展的核心影響因素已逐漸由起初機(jī)場的自身航空物流基礎(chǔ)條件、周邊交通網(wǎng)絡(luò)狀況轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)場所依附城市的整體經(jīng)濟(jì)與外向型產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。

中西部地區(qū)航空物流發(fā)展態(tài)勢良好，是因?yàn)榻陙黼S著“一帶一路”、西部大開發(fā)及長江經(jīng)濟(jì)帶等國家重大戰(zhàn)略的提出和實(shí)施，中西部地區(qū)的區(qū)位和政策優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)，中西部經(jīng)濟(jì)發(fā)展迎來黃金時(shí)期。與此同時(shí)，近10 a來我國內(nèi)地機(jī)場的航空物流貨運(yùn)已深度融入全球產(chǎn)業(yè)鏈與供應(yīng)鏈之中，作為內(nèi)陸地區(qū)對外開放的橋頭堡，中西部地區(qū)機(jī)場及其周邊區(qū)域的外向型、航空親和性產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快。而東南沿海地區(qū)、華北地區(qū)及東北地區(qū)的大多數(shù)城市2007—2017年處于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、企業(yè)轉(zhuǎn)移時(shí)期，這些地區(qū)的整體發(fā)展速度與發(fā)展穩(wěn)定性稍落后于中西部地區(qū)，導(dǎo)致機(jī)場航空物流輻射范圍也隨之呈現(xiàn)出相對穩(wěn)定或縮小的態(tài)勢。

4 結(jié)論

(1)我國內(nèi)地機(jī)場在航空物流發(fā)展方面具有顯著的地域分布不均衡特征，綜合實(shí)力相對較強(qiáng)的機(jī)場大多分布在東南沿海地區(qū)，個(gè)別在中西部地區(qū)，而東北地區(qū)機(jī)場綜合實(shí)力相對較弱，總體呈現(xiàn)出“東南高，西北低”的分布規(guī)律。

(2)我國內(nèi)地機(jī)場按航空物流輻射范圍面積可劃分為4類，其中北京首都機(jī)場、烏魯木齊地窩堡機(jī)場、成都雙流機(jī)場、廣州白云機(jī)場、沈陽桃仙機(jī)場和西安咸陽機(jī)場的航空物流輻射范圍最廣。

(3)2007—2017年中西部地區(qū)大部分機(jī)場的航空物流輻射范圍呈現(xiàn)擴(kuò)張趨勢；而東南沿海地區(qū)、華北地區(qū)、東北地區(qū)的機(jī)場航空物流發(fā)展速度與發(fā)展穩(wěn)定性稍落后于中西部地區(qū)，大部分機(jī)場的航空物流輻射范圍相對穩(wěn)定或縮小。

(4)機(jī)場所在城市整體經(jīng)濟(jì)與外向型產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平逐漸成為影響我國內(nèi)地機(jī)場航空物流發(fā)展的關(guān)鍵因素，同時(shí)也在時(shí)刻影響著內(nèi)地機(jī)場航空物流輻射范圍格局的變化。

(5)機(jī)場航空物流輻射范圍的大小與自身航空物流綜合實(shí)力的強(qiáng)弱并不完全成正相關(guān)，輻射范圍還受到機(jī)場自身地理區(qū)位、所在地區(qū)機(jī)場密度和周圍機(jī)場發(fā)展情況的影響。

此外，采用基于斷裂點(diǎn)模型的加權(quán)Voronoi圖法劃分得到機(jī)場航空物流輻射范圍，從方法的應(yīng)用角度來看合理性較強(qiáng)，但該方法暫時(shí)無法測定機(jī)場航空物流輻射范圍在陸地國土空間以外的部分，得到的輻射范圍有時(shí)并不完全反映機(jī)場的實(shí)際情況，有待進(jìn)一步研究與完善。