摘 要：文章以低碳為目標(biāo)研究航空貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)樞紐機(jī)場的選擇，構(gòu)建航空貨運(yùn)樞紐機(jī)場評價(jià)指標(biāo)，涵蓋貨運(yùn)規(guī)模、運(yùn)營成效、經(jīng)濟(jì)支撐和低碳發(fā)展4個(gè)一級評價(jià)指標(biāo)，旅客吞吐量、貨郵吞吐量、飛機(jī)起降架次、機(jī)場投訴情況、航班出港準(zhǔn)點(diǎn)率、所在城市GDP和貨運(yùn)規(guī)模以及碳排放情況8個(gè)二級指標(biāo)。文章從全國各大機(jī)場中選取具有一定規(guī)模和代表性的25家機(jī)場，運(yùn)用熵權(quán)-TOPSIS方法對航空貨運(yùn)機(jī)場數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，得出機(jī)場的綜合排名情況，為航空貨運(yùn)樞紐機(jī)場的選址提供參考。

關(guān)鍵詞：低碳；熵權(quán)-TOPSIS法；航空貨運(yùn)樞紐

中圖分類號：F124.50；V353 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2024.22.038

Abstract： Considering the low-carbon goal， the paper studies the selection of hub airports for air cargo network， and constructs the evaluation indicators of air cargo hub airports， which covers four first-level evaluation indicators， including freight scale， operational effectiveness， economic support and low-carbon development， and eight two-level indicators， including passenger throughput， cargo throughput， number of aircraft take-offs and landings， airport complaints， on-time departure rate， the city's GDP， cargo size and carbon emissions. This paper selects 25 airports with certain scale and representativeness from the major airports in China， analyzes the data of air cargo airports by using the entropy weight-TOPSIS method， and obtains the comprehensive ranking of airports. It provides references for the location of air cargo hub airports.

Key words： low-carbon; entropy weight-TOPSIS method; air cargo hub

收稿日期：2024-07-02

基金項(xiàng)目：2023年度橫向課題資助項(xiàng)目“綠色發(fā)展背景下物流管理優(yōu)化研究”（2023321101000319）；2022年度江蘇航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級重點(diǎn)課題資助項(xiàng)目“構(gòu)建基于現(xiàn)代學(xué)徒制的航空物流管理專業(yè)人才培養(yǎng)路徑”（JATC22020103）；鎮(zhèn)江市第六期“169工程”學(xué)術(shù)技術(shù)新秀培養(yǎng)對象項(xiàng)目

作者簡介：劉曉麗（1988—），女，山東臨沂人，江蘇航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院，講師，碩士，研究方向：航空物流管理、航空物流職業(yè)教育。

引文格式：劉曉麗．低碳視角下熵權(quán)-TOPSIS法的航空貨運(yùn)樞紐選址研究[J]．物流科技，2024，47（22）：150-154.

0 引 言

近年來，隨著市場需求的持續(xù)擴(kuò)大和民航的快速發(fā)展，航空貨物運(yùn)輸量呈快速增長態(tài)勢。為提高運(yùn)輸效率，降低運(yùn)輸成本，需要對航空貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)與規(guī)劃，而航空貨運(yùn)樞紐選址的確定作為航空貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中重要的一環(huán)，涉及航空貨運(yùn)樞紐的數(shù)量、位置、類別，以及樞紐節(jié)點(diǎn)與非樞紐節(jié)點(diǎn)的構(gòu)建關(guān)系等。對航空貨運(yùn)樞紐選擇的研究，目前有學(xué)者通過構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，以網(wǎng)絡(luò)總成本最低為目標(biāo)，設(shè)置模型參數(shù)，運(yùn)用遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等確定樞紐的數(shù)量和位置[1]；也有學(xué)者通過熵權(quán)-TOPSIS法和聚類分析法對貨運(yùn)航線的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，根據(jù)航線評價(jià)指標(biāo)對各大機(jī)場進(jìn)行排序，從而確定機(jī)場在航線網(wǎng)絡(luò)中是否需要被設(shè)為樞紐機(jī)場[2]。

航空貨運(yùn)在為社會提供方便、高效的運(yùn)輸服務(wù)的同時(shí)，也會產(chǎn)生大量碳排放。目前，全球民航運(yùn)輸業(yè)碳排放量已超過ICAO預(yù)測值的70%，為控制碳排放，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，國際上提出航空業(yè)要在2050年前后實(shí)現(xiàn)碳中和；中國也明確提出了“碳達(dá)峰”和“碳中和”目標(biāo)，民航業(yè)也先后發(fā)布《“十四五”民用航空發(fā)展規(guī)劃》《“十四五”民航綠色發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》《2022中國民航綠色發(fā)展政策與行動》等專項(xiàng)文件，強(qiáng)調(diào)中國民航要實(shí)現(xiàn)綠色、低碳發(fā)展；專家學(xué)者也相繼開展對航空貨運(yùn)的綠色發(fā)展研究[3-4]，推動樞紐機(jī)場、航空公司優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少碳排放，實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。因此，考慮在低碳背景下，運(yùn)用熵權(quán)-TOPSIS法對航空貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)機(jī)場進(jìn)行評價(jià)分析，以為樞紐節(jié)點(diǎn)的選擇提供參考。

1 航空貨運(yùn)樞紐選址評價(jià)指標(biāo)

1.1 指標(biāo)選取原則

航空貨運(yùn)樞紐選址評價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建要能客觀、全面、科學(xué)地反映機(jī)場的綜合情況，構(gòu)建指標(biāo)時(shí)應(yīng)遵循以下原則[5]。

指標(biāo)應(yīng)能客觀代表航空貨運(yùn)機(jī)場樞紐的特征。所選擇的評價(jià)指標(biāo)和指標(biāo)數(shù)據(jù)來源要具有一定的客觀性，能夠通過客觀數(shù)據(jù)或等級得出機(jī)場航空貨運(yùn)的差異，呈現(xiàn)航空貨運(yùn)樞紐機(jī)場的特點(diǎn)和需求。

指標(biāo)應(yīng)能全面綜合地反映航空貨運(yùn)機(jī)場的實(shí)力。在低碳綠色發(fā)展的視角下，構(gòu)建指標(biāo)體系應(yīng)當(dāng)既考慮機(jī)場的運(yùn)營能力、服務(wù)質(zhì)量和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，又融入碳排放因素，具有全面綜合性。

指標(biāo)應(yīng)具有一定的科學(xué)性。評價(jià)指標(biāo)數(shù)量的確定和內(nèi)涵的解釋要符合科學(xué)規(guī)律，航空貨運(yùn)樞紐選址評價(jià)指標(biāo)體系數(shù)量既不能過多，要具有一定的代表性和歸納性，也不能過少，以免對機(jī)場的評價(jià)不夠完整；同時(shí)，指標(biāo)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析和最終的評價(jià)結(jié)果也要具有科學(xué)性。

1.2 指標(biāo)構(gòu)建

航空貨運(yùn)樞紐機(jī)場的選擇要全面考慮機(jī)場的綜合實(shí)力、地理位置、機(jī)場所在地區(qū)的政策與經(jīng)濟(jì)支撐以及低碳綠色發(fā)展背景，遵循評價(jià)指標(biāo)選取原則，借鑒對樞紐機(jī)場選址評價(jià)的研究。本文從貨運(yùn)規(guī)模、運(yùn)營成效、經(jīng)濟(jì)支撐和低碳發(fā)展4個(gè)一級指標(biāo)，構(gòu)建旅客吞吐量、貨郵吞吐量、飛機(jī)起降架次、機(jī)場投訴情況、航班出港準(zhǔn)點(diǎn)率、所在城市GDP、所在城市貨運(yùn)規(guī)模、碳排放情況8個(gè)二級指標(biāo)，并給每個(gè)指標(biāo)的含義進(jìn)行解釋，不同指標(biāo)值對于評價(jià)機(jī)場的價(jià)值方向性不同，有的指標(biāo)數(shù)值越高，說明其越符合樞紐機(jī)場的要求，即屬于正向指標(biāo)，反之則為逆向指標(biāo)。具體內(nèi)容如表1所示。

指標(biāo)數(shù)據(jù)主要來源于中國民用航空局官網(wǎng)、機(jī)場官網(wǎng)、《2022從統(tǒng)計(jì)看民航》和地方城市統(tǒng)計(jì)年鑒等。

2 熵權(quán)-TOPSIS模型

2.1 熵權(quán)法

熵權(quán)法最初由Shannon開始將熵引入，以度量系統(tǒng)的不確定性，用信息熵來說明一條信息中所包含的信息量，進(jìn)而采用熵權(quán)法測評指標(biāo)的權(quán)重。熵權(quán)法是一種基于評價(jià)指標(biāo)的實(shí)際數(shù)據(jù)來判斷權(quán)重的客觀方法。通常來講，評價(jià)指標(biāo)的信息熵越大，說明指標(biāo)值的變異程度越小，為我們提供的信息量越小，在評價(jià)指標(biāo)中的重要性越低，即權(quán)重越??；反之，如果評價(jià)指標(biāo)的信息熵越小，表明指標(biāo)值的變異程度越大，所提供的信息量就越多，在評價(jià)指標(biāo)中的重要性越高，即權(quán)重越大。

熵權(quán)法的具體步驟如下。

2.1.1 建立初始指標(biāo)矩陣

梳理各項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)原始數(shù)據(jù)，建立指標(biāo)初始矩陣如下：

從矩陣可得出共有m個(gè)評價(jià)對象，選擇了n個(gè)評價(jià)指標(biāo)。其中，X為初始指標(biāo)矩陣，xij為第i個(gè)評價(jià)對象的第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)為某一段時(shí)間的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

2.1.2 指標(biāo)矩陣標(biāo)準(zhǔn)化

初始指標(biāo)矩陣中，各項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)的評價(jià)方向性不同，如有的指標(biāo)數(shù)值越大越好，為正向指標(biāo)；有的則指標(biāo)數(shù)值越小，說明評價(jià)指標(biāo)越好，為逆向指標(biāo)。這就需要對初始指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，消除評價(jià)指標(biāo)的正逆性。

針對正向指標(biāo)進(jìn)行正向化處理：

針對逆向指標(biāo)進(jìn)行逆向化處理：

得到新的標(biāo)準(zhǔn)化的矩陣：

2.1.3 標(biāo)準(zhǔn)化矩陣歸一化

由于評價(jià)指標(biāo)中不同指標(biāo)的數(shù)據(jù)單位有所不同，為去除數(shù)據(jù)單位的影響，還需要對指標(biāo)矩陣進(jìn)行歸一化處理。歸一化處理方法為：

得到歸一化矩陣：

2.1.4 確定指標(biāo)權(quán)重值

計(jì)算評價(jià)指標(biāo)信息熵ej：

確定評價(jià)指標(biāo)權(quán)重wj：

因此，得到如下評價(jià)指標(biāo)權(quán)重矩陣：

2.2 熵權(quán)- TOPSIS模型

熵權(quán)- TOPSIS評價(jià)法是一種綜合應(yīng)用熵權(quán)法和TOPSIS評價(jià)的多屬性決策方法。模型的基本構(gòu)建過程為：首先，依據(jù)熵權(quán)法確定評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重；其次，對經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理的評價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行賦權(quán)處理；然后分別計(jì)算評價(jià)指標(biāo)中的“正理想解”和“負(fù)理想解”；再次，確定各評價(jià)對象指標(biāo)與“正理想解”和“負(fù)理想解”的距離；最后，計(jì)算各對象評價(jià)指標(biāo)的“正負(fù)理想解”中垂線，并對此進(jìn)行排序，確定評價(jià)對象的優(yōu)劣[7]。具體過程如下。

2.2.1 構(gòu)建加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)判斷矩陣

其中：W為評價(jià)指標(biāo)權(quán)重矩陣；wj為各指標(biāo)的權(quán)重；Z為標(biāo)準(zhǔn)化處理后的評價(jià)指標(biāo)矩陣，T為加權(quán)后的標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)矩陣。

2.2.2 確定“正理想解T +”“負(fù)理想解T -”

2.2.3 確定評價(jià)對象到“正理想解T +”和“負(fù)理想解T -”的距離，在此采用歐式空間距離

2.2.4 計(jì)算相對接近度

3 低碳視角下熵權(quán)-TOPSIS法的航空貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)研究

3.1 數(shù)據(jù)選取

從中國民用航空局官網(wǎng)信息的公開統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中查看機(jī)場各項(xiàng)指標(biāo)的數(shù)據(jù)情況，在綜合考慮機(jī)場運(yùn)營情況和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展等因素下選取25個(gè)機(jī)場作為評價(jià)對象，結(jié)合2023—2024年各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行熵權(quán)-TOPSIS 分析，機(jī)場各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)具體見表2和表3。

表2數(shù)據(jù)主要為各機(jī)場2023年吞吐量情況以及機(jī)場所在城市的GDP和貨物運(yùn)輸總量。

表3數(shù)據(jù)主要選取了2023年第一季度機(jī)場投訴受理數(shù)量和2024年2月份機(jī)場出港準(zhǔn)時(shí)率，碳排放情況使用了中國民用運(yùn)輸機(jī)場2022年度和2023年度“雙碳機(jī)場”評價(jià)結(jié)果，評價(jià)結(jié)果從一星到五星分為5個(gè)等級。

3.2 計(jì)算結(jié)果

采用SPSSAU軟件進(jìn)行熵權(quán)-TOPSIS分析運(yùn)算，得各到機(jī)場綜合排名結(jié)果，如表4和表5所示。

可以看出，在8個(gè)評價(jià)指標(biāo)中，碳排放情況權(quán)重最高，表明目前各機(jī)場在碳排放方面差異較大，有的機(jī)場已經(jīng)被評為三星級“雙碳機(jī)場”，有的還沒有入選；其次，貨郵吞吐量也存在明顯的差距，廣州白云機(jī)場的貨郵吞吐量為三亞/鳳凰機(jī)場的20多倍。各指標(biāo)權(quán)重能夠較好地反映低碳發(fā)展背景下的航空貨運(yùn)機(jī)場情況，得出排名前五的機(jī)場為上海浦東機(jī)場、深圳寶安機(jī)場、北京首都機(jī)場、上海虹橋機(jī)場和杭州蕭山機(jī)場，可考慮為碳排放背景下航空貨運(yùn)樞紐機(jī)場的選址提供參考和指導(dǎo)。

4 結(jié) 論

本文通過構(gòu)建低碳背景下航空貨運(yùn)樞紐機(jī)場選址評價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用熵權(quán)-TOPSIS方法得出25家機(jī)場的綜合排名情況。由于各機(jī)場在低碳發(fā)展情況方面差距較大，因而得出的排名情況同傳統(tǒng)以客、貨郵運(yùn)量得出的排名存在一定的區(qū)別，為考慮碳排放情況的航空貨運(yùn)機(jī)場樞紐選址提供了參考。這也反映了機(jī)場要加強(qiáng)碳排放控制的重要性，如廣州白云機(jī)場作為客運(yùn)和貨運(yùn)排名前列的機(jī)場，要進(jìn)一步減少碳排放，達(dá)到“雙碳機(jī)場”評價(jià)要求，助力民航綠色可持續(xù)發(fā)展。本文也存在一定的局限性，指標(biāo)體系建設(shè)，可以隨著機(jī)場的發(fā)展進(jìn)一步優(yōu)化，在數(shù)據(jù)的獲取和選擇方面還可以進(jìn)行再挖掘，以全面、及時(shí)反映機(jī)場的綜合情況。

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