中国客运航空网络节点结构及其外部性因素的空间异质性研究

选择2018年中国民航旅客吞吐量排位前60的机场所在城市作为网络节点、节点间的航线联系作为边构建中国客运航空网络,追踪采集60个机场2018年11月12—18日一周内共计126 064条国内航班数据。运用复杂网络分析方法、多目标加权求和模型搭建了中国客运航空网络节点结构评估体系,运用探索性空间数据分析方法、地理加权回归模型对网络外部性因素的空间异质性进行测度。研究发现：中国客运航空网络小世界网络特征显著,节点度较高的城市在网络中重要程度突出。城市综合实力与客运航空网络节点等级具有呼应性,节点外部性因素指数分布呈现长尾状。经济总量、服务业、潜力系统3个外部性因素对航空运输系统的影响在不同城市空间上表现出集聚特征,主要在华北、华东地区热点集聚,在西部、东北地区冷点集聚。华北、华中等经济相对发达区域的外部性因素对航空运输系统的支持力度更为突出,而东北、中部、西南等地区则较为薄弱。研究将客运航空网络结构特征与支持和反映其结构的城市综合实力差异联系起来,研究网络外部性因素的航空网络连接机制,为网络的稳定和优化提出理论依据。     

中美航空客运网络层次结构和地域系统对比分析

美国民航1978年彻底市场化以来已经历30多年的发展,航空网络趋于成熟。我国民航也在经历市场化改革,机场属地化完成至今已近10年,运量快速增长、高铁建设等因素正剧烈地影响着网络演变。对比中美两国航空网络有利于判断我国航线网络和机场体系的演变趋势,对于我国民航发展具有借鉴意义。以中国大陆地区和美国本土48个州作为研究区,运用交通地理信息系统和VBA等技术,从绝对联系和首位联系两个角度,对当前中美两国航空客运网络层次结构和地域系统进行分析与对比。研究发现:中国航空客运网络已表现出一定的轴辐体系,但一级枢纽较少、客运压力过大,且航空枢纽重东南、轻中西;美国航空客运网络的轴辐体系已趋向完善,各大枢纽和重要城市之间的内部空间联系非常密切。进而,提出了一些政策性建议,以期对我国航空客运网络未来的空间发展形式和方向提供借鉴。     

世界机场空间格局及对中国的启示

机场是航空运输的重要载体,其空间格局深刻影响着航空市场和航空网络的演化。近年来,迅速增长的中国航空运输成为世界航空运输最为突出的事情之一。基于世界民航发展概况,本文系统分析了世界机场分布格局,研究表明：美国和欧盟将形成全球两大民航“发展极”,亚太地区则是世界未来航空增长最具潜力的区域。在重点分析美欧机场发展的基础上,深入探讨了世界多机场地区的机场分布特征,以期对中国城市群（或城市密集地区）、大都市区以及支线机场布局提供决策参考。     

基于航空客流的中国城市层级结构分析

基于1995、2000和2003三个年份的航空客运统计数据,分析中国城际航空客流的结构,并以优势流(dominant flow)方法为主,辅以距离平方和聚类法,分析中国主要城市在国内客运航空网络中的层级及其变化。研究表明,通过航空客运方式产生的空间联系主要集中于东部地区,中部地区在航空网络的重要性方面落后于西部,北京、上海、广-深3个顶点组成全国航空网络的主干;从主导航空客流角度观察,自1995至2003年,一个高度集中的城市层级在3个全国性中心的控制下形成和发展,航空客运网络层级体系中的顶层结构业已清晰,而以下各层次的结构尚处于分化发展之中。     

中国航空网络空间结构的复杂性

航空运输是现代交通运输的重要组成部分,以机场和航线构建的网络是其提供运输服务的空间载体。基于复杂网络理论,借助度分布、平均路径长度、簇系数、度度相关性、簇度相关性等指标对以城市为节点的中国航空网络空间结构进行分析,发现其度累计概率分布表现为具有置信度较高的指数分布,且具有较小的平均路径长度(2.23)和较大的簇系数(0.69),整体结构呈现"小世界网络"的特点。由于中国航空网络规模较小,且新建机场倾向于直接与最高级枢纽机场建立航线联系,不利于区域枢纽机场的形成。因而除顶层结构(北京—上海—广州)外,中国航空网络的其它层级结构并不十分明显。从节点的度、簇系数、可达性等指标及其相关性分析,中国航空网络空间结构特征差异明显,表现出较强的集聚性,且可达性与城市体系上层结构在空间分布上较为吻合。随着中国航空运输需求的快速增加,未来航空网络在市场经济的推动下,将进一步表现出向具有"无标度"特征的"小世界网络"演变的趋势,航空网络的空间结构将日趋复杂化。     

中国航空货运发展及其空间格局研究

航空货运是航空运输的重要内容,航空货运发展及空间关系是航空运输研究的重要方向。通过对20多年来中国国内航空货运发展的研究,得到中国航空货运空间分布格局及其演变特征。研究结果表明,中国航空货流网络体现出明显的空间分异特征,符合空间距离衰减规律,85％的航空货运发生在1 000~2 000 km的范围内;初步形成由北京、上海、广州3个全国性枢纽和昆明、成都、乌鲁木齐3个区域性枢纽为主导的初级枢纽轮辐式网络结构;超大城市控制航空货运网络,航空货流进一步向东西部少数城市集聚,合理组织航空货运网络具有深远意义。     

中国机场体系的空间格局及其服务水平

利用定量模型和GIS方法,从空间布局、服务范围以及航空客流分布等方面来研究中国的机场体系及其服务水平。中国机场存在空间布局不均衡和等级结构不合理等问题,各机场的服务水平空间表现不一致,整体服务格局与全国社会经济发展的格局基本协调。航空客流趋向东部沿海地区集聚,空间联系和拓展具有明显的层级性,具有一定的轴-辐式网络特征。整个机场体系表现为以“京沪穗”为核心的“鼎形”空间系统,并将在未来一段时间内得以维持。研究表明,中国机场体系的结构与全国或区域城市体系结构有一定的相互联系,随着航空运输需求的快速发展,未来机场体系的建设既要注意平衡机场区域布局,又需重视优化网络与等级体系,从而合理引导航空网络结构的演变。     

基于航空客流的中国城市对外联系网络结构与演化

改革开放以来,经济全球化和快速城市化促进了中国城市外向型联系的发展,改变了中国城市对外联系的空间格局。越来越复杂化的城市空间分布和组织规律需要一个全新的、综合的网络视角来考察。航空运输是当前城市间相互联系的重要物质基础,体现了城市间的直接关系,是研究城市网络的合适工具。本文以中国城市对外的航空客运联系作为衡量城市关系的指标,借鉴社会网络分析中的2-模网络概念构建了中国城市对外联系网络,并对网络的结构特征和演化规律进行了分析。研究结果表明,中国城市对外联系网络存在北京-上海-广州的三中心结构。中心城市以外,西部城市上升势头迅猛,体现了网络多元化发展的趋势。此外,中国城市对外联系的主要对象逐渐从东南亚向东亚转移,并呈现出以首尔为核心的网络结构。同时,中国城市对外联系扩张以强化区域内部联系为主,洲际联系发展滞后。     

空港经济区产业结构演变特征——以长三角枢纽机场为例

以长三角不同规模的四大枢纽机场为实证研究对象, 探讨空港经济区产业结构演变历程。研究围绕经济总体特征、临空指向特征、产业组织特征分别构建相应指标并展开评估, 研究表明:① 经济总体特征方面, 随着机场规模增大, 空港经济区服务经济特征逐渐强化, 传统服务业引领服务业发展, 现代服务业发展滞后于该过程, 除机场规模外, 空港经济区与城市的区位关系也深刻影响了产业结构演进;② 临空指向特征方面, 临空指向度首先逐步增强, 而后进入相对稳定阶段;③ 产业组织特征方面, 航空运输产业组织有序化, 产业链逐步延长;受航空客货流空间扩散差异的影响, 航空货运产业引导了空港经济发展, 航空客运产业发展相对滞后。当前, 长三角空港经济区存在现代服务业份额较低、临空指向度较弱等问题, 航空运输产业链有待拓展。     

中国城市网络等级结构特征及组织模式——基于铁路和航空流的比较

交通流是反映城市间社会经济联系的重要表征,被广泛应用于城市网络研究中。基于2010年中国城际铁路与航空客流OD数据,本文从城市节点、流量、子网络视角对中国城市网络的结构特征与组织模式进行了比较研究,发现：① 铁路与航空流视角下的中国城市网络均呈现出以北上广为顶层节点的空间等级结构体系,但除顶层结构外两种网络结构差异较大。② 城市网络体系中的铁路流联系表现出空间邻近性特征,而航空流联系则主要受到城市节点的规模大小与职能属性的影响。③ 铁路流的首位联系受省级行政区划的制约,航空流的首位联系空间跨度大,形成了若干具有垂直层间联系的地域子系统。④ 铁路网络拥有具有显著地域特征的7个子网络,而航空网络中则不存在明显的子网络。技术经济特征与管理体制是造成铁路与航空两种网络特征差异的主要原因。     

Geographic Patterns of Air Passenger Transport in China 1980–1998: Imprints of Economic Growth,Regional Inequality,and Network Development*

This research analyzes the geographic patterns of domestic air passenger transport in China from 1980 to 1998, with three foci: (1) impacts of economic reforms, (2) regional inequality in air transport development, and (3) network development. Accessibility to air transport improved significantly as China expanded its air transport system, 1980–1998. The dominance of major airports declined as the air transport system expanded to medium and small cities. The centroid of passenger volume migrated toward southeast, consistent with the expansion of economic growth in southeast coastal areas. The rule of distance decay in air traffic was more applicable to China in 1998 than in 1985 as the market economy worked its way into China's air transport system. The East Region had a much higher share of air passengers than its share of population and GDP, followed by the West and the Middle Regions, reflecting an interesting “flyover” effect. By 1998, a hub‐and‐spoke air transport system was clearly in place in China.     

高速铁路对中心城市航空客运市场的空间影响——基于人均时间价值视角

揭示高铁对中国航空客运市场影响的空间分异特征,对于针对性协调2种交通方式的发展具有重要参考价值。运用标准差椭圆和交通综合效用分析方法,对中国中心城市高铁、航空客运市场实际发展现状及空间竞合分异特征进行分析。结果发现：① 高铁、航空客运市场均形成以武汉为重心点的空间发展格局;与高铁客运市场相比,航空客运市场区域发展更加均衡;与东西部中心城市相比,中部中心城市旅客出行选乘高铁的概率更高。② 人均时间价值与高铁优势距呈反比,优势距的不同使各中心城市高铁、航空客运市场范围存在明显的空间分异特征;基于交通出行综合效用视角,中国大多数中心城市间的交往,航空出行依旧是最好的选择。③ 高铁对航空客运市场的影响存在明显的空间分异特征。中部大部分中心城市受影响最大,是协调高铁、航空发展的关键区域;西部地区受交通区位条件及高铁发展滞后的影响,中心城市间交往时飞机仍是旅客主要的出行方式,在航空主导优势区依旧存在一定的市场空白。     

我国航空客流网络发展及其地域系统研究

“极化”效应是高速交通网络引导客货流演进的空间表象,由此导致空间作用关系的变化和空间结构的演化。轴心—附属式的“轴—辐”空间模式已经成为航空客流网络发展的基本模式。本文以航空客流为分析对象,探讨了我国城市间的相互作用特征,以及高速运输网络发展的社会经济意义。结果表明,我国大陆航空客流的网络体系形成了明显的地域分异现象,产生了以三个一级枢纽为核心的“轴—辐”系统,即北京、广州和上海系统,以及两个相对独立的次级系统——乌鲁木齐和昆明系统;航空客流存在显著的距离衰减规律,绝大部分客流发生的距离在2400km之内;超大城市是航空客流的集聚地,以其为枢纽的航空网络的合理组织具有重大的社会经济意义     

中国中心城市公路客运联系及其空间格局

依托中国地级中心城市间的公路长途客运联系数据,运用GIS空间网络分析方法,对中国公路客运联系网络结构及其分布格局进行清晰的空间解构。研究显示：公路客运联系强弱与城市人口规模和经济总量相关性较强,而与经济发展水平不相关性;中国人口经济密集分布的东中部地区中心城市间的公路客运联系密切,呈现区域性集聚的分布格局;最为密集的区域为长三角、珠三角两地,而京津冀、山东省、河南省和成渝地区的集聚程度也相对突出。总体上,中国公路客运联系以各省份的省会及区域中心城市为联系中心,以区内其他城市为联系对象,在中短途客运距离内形成自成一体的区域性空间集聚。研究表明：中国公路长途客运联系的适宜空间距离应在500 km以内,最佳客运距离为100~300 km左右;中国公路长途客运联系在200 km内是随着距离增大而增加,之后则呈现二次曲线型的距离衰减趋势;细分各距离区段内的公路客运联系可以清晰识别城市群内、省域内、省际间及大区域间等不同空间尺度下区域交通联系的结构特征。     

机场群航线网络竞合评价方法及实证探讨——以粤港澳大湾区世界级机场群为例

航线网络是机场群市场竞争－合作（竞合）的重要内容。借助图论、集合论、产业经济等理论方法,从整体性市场及交互式市场两个视角探索并建立机场群航线网络竞合关系的量化评价模型,并基于粤港澳大湾区世界级机场群开展实证分析,研究表明：1）从整体市场竞争视角分析,大湾区机场群航点竞合市场由完全垄断市场与弱合作市场主导,但竞争程度在逐步强化;同类通航点的航线竞合指数存在较大的差异性及复杂性,但竞争程度也呈现加剧态势。2）从交互式竞争视角分析,大湾区机场群航线网络的竞合格局整体呈现由合作型向竞争型转变的态势,且航线竞争水平大于通航航点竞争。     

中国枢纽机场网络体系演变格局

枢纽机场是机场网络体系的核心要素。文章首次提出利用网络模型k-核概念定义枢纽机场网络体系,并对中国1990―2015年的枢纽机场网络体系的演变过程进行量化分析。研究表明：中国航空网络k-核极大值呈增大趋势,尽管加入枢纽机场的阈值增大,但其数量仍呈稳步增加趋势,由1990年的26个增加到2015年的36个。枢纽机场网络连接率由1990年的7.1增长到2015年15.4,网络演变具有异速增长特征,同时较低的平均路径长度值显示网络具有十分高的组织效率。枢纽机场体系的客货吞吐量集中程度较高,近10年来市场集中度呈下降趋势,但2015年枢纽机场的客货吞吐量市场占比仍分别高达86.7%和95.1%。文章甄别的枢纽机场体系在较大程度上揭示了“规模优先”与“区域均衡”规划模式,能为枢纽机场的发展规划提供决策支撑。     

民用航空机场对城市和区域经济发展的影响

在对现代经济活动的地理特征的研究中,"接近空港"成为一个越来越重要的因素,在促进地方经济发展,尤其是发展中国家和地区的发展中,航空运输业正发挥着愈来愈大的作用。更好的理解和认识航空运输的性质,特别是航空业及机场在都市地域的作用也成为一个具有理论和实践意义的课题。以民航机场,特别是大型航空枢纽对所在城市和区域发展的影响为主题,从原生效益(primary effects)、次生效益(secondary effects)、衍生效益(tertiary effects)和永久性效益(perpetuity effects)4个层次,详细分析了接近航空枢纽的人口与产业所获得的经济利益与区位优势,以及枢纽对产业和经济活动,尤其是现代"新经济"活动的独特吸引力。     

基于空侧货物运输系统的中国民用机场可达性评价

基于机场连接的航线网络,把某机场到其他机场的年可用货运吨位加权之和作为测度指标,分析2001~2013年间中国民用机场空侧货运可达性在时间和空间上的变化。研究结果表明：机场空侧货运可达性逐年提高,机场间可达性绝对差异变大,相对差异减小;北京、上海、广州和深圳机场的空侧货运可达性排名稳居前四;机场空侧货运可达性从大到小按指数规律迅速下降;华北区机场空侧可达性最高,新疆区机场可达性最低,东西部机场可达性差距缩小;七大区域机场可达性总体呈上升趋势,但上升幅度各异。     

枢纽机场的国际中转客流拥堵溢出效应研究

提高国际枢纽机场中转能力是新时代民航强国战略下拓展国际航空市场的基础保障。基于2010—2017年OAG全球旅客流量流向数据,本文采用两阶段面板数据模型,以北京首都、上海浦东和广州白云机场为案例,分析了容量受限导致拥堵和枢纽机场竞争全球化背景下中国三大机场的国际中转客流拥堵溢出效应。研究表明三大机场的溢出效应主要由与其国际市场重叠率较高的国外枢纽机场承接,国内二级机场承接率相对有限。表现为：北京首都溢出旅客量流向厦门、曼谷和迪拜;上海浦东流向吉隆坡、首尔和乌鲁木齐;广州白云流向香港、武汉、西安、首尔、吉隆坡、伊斯坦布尔、新加坡和赫尔辛基。结果讨论了应加强国内二级机场的航线与航班设计,以分别承接三大机场的溢出效应。