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。     

基于最多叶子生成树的中国航空网络轴辐结构构建

航空网络的轴辐 (Hub-Spoke) 结构是实现规模经济发展的重要交通运输网络结构,本文为此提出了一种全新的航空网络轴辐结构构建方法。该方法从图论和地理学的角度出发,引入地理距离约束,改进了传统的最多叶子生成树 (Maximum Leaf Spanning Tree) 算法,直接从现有的中国航空网络中抽取树形轴辐结构形成航空支线网络,然后选取支线网络中度前10的节点作为航空枢纽点,并将枢纽点之间在原图中的航线抽取为航空干线网络,最后将支线网络和干线网络合并形成中国航空网络的轴辐结构。在与相关研究的对比分析中,本文方法虽是从图论角度出发,但构建的中国航空轴辐结构符合实际地理环境,划分支线网络距离阈值的选择更加客观合理,所选的航空枢纽点地理意义更为明显,干支线网络的覆盖度更为全面。     

中国城市空间关联网络结构的时空演变

使用复杂网络的分析方法,研究了1983-2006 年中国城际航空网络的空间结构特征和格局变迁。主要结论有：① 城际航空网络作为典型的小世界网络,网络的稠密化趋势显著;②“轴-辐”空间组织模式已成为我国城际航空网络发展的基本模式。已形成以北京、上海、广州和深圳为轴心,以其他城市与轴心的空间联系为“辐网”的多轴心网络。同时,以乌鲁木齐和昆明为单轴心的两个相对独立的局部“轴-辐”网络日益完善;③ 城际航空网络演进效果具有明显的区域差异性,呈现出“鞍型”模式。东部比中西部地区航空的网络结构更加完善;④ 城际航空网络城市之间的空间关联表现出社群结构特征。枢纽性城市、地域邻近的城市以及城市职能相近的城市之间具有相似的空间关联特征;⑤ 随着城际航空网络的演进,35个大中城市在网络中的枢纽性地位表现出差异化趋势。此外,黄山、丽江等旅游城市、大连、青岛等沿海城市以及拉萨等西部城市航空联系的空间指向性特征明显。     

中国海上集装箱运输的组织网络研究

在阐述国内外集装箱运输研究现状的基础上,分析了集装箱的空间组织模式-轴辐侍服网络。对中国港口的集装箱组织,从航线、航班、空间联系、地域系统等四个角度进行详细论述,认为香港、上海两港具有很强的组织能力,深圳、宁波、青岛、厦门、天津、大连等港具有较强的组织能力;不同港口形成了不同的主导组织区域;并且中国近海已形成以大连、天津、青岛、上海、厦门和深圳-香港等港口为枢纽港的6个轴辐侍服系统;同时中国港口又从属于釜山、阪神和新加坡3个国际集装箱侍服系统。     

21世纪以来中国航空货运空间变化研究

基于标准差椭圆和空间基尼系数,利用2001~2012年机场和航段的数据对中国航空货运空间变化特征进行分析,为制定航空货运产业发展战略和优化航空货运网络布局提供决策参考。结果表明：① 航空货运的空间格局和经济格局分布一致,航空货运中心由东南沿海地区向西北内陆方向移动;② 航空货运网络由混合式网络向轴辐式枢纽网络转化,由单一机场枢纽发展形成了京津、沪杭、广深和成渝4个组合枢纽;③ 航空货运在机场和航段上分布趋于分散;④ 航空货运主通道集中了30%以上的运输量。     

近10年来海南航空网络空间格局及演化研究

以海航航空为研究对象,从企业尺度探讨其近10 a来的重组、收购和扩张对其航空网络空间结构及航空枢纽变迁的影响。研究发现：海南航空网络整体明显向北扩张,平均航距呈下降趋势;航班集中在少数通航城市和航线,但集聚趋势有所下降;并在中国全国和部分区域已基本形成了“轴-辐”模式为主、“点-点”模式为辅的空间结构,航空枢纽由海口、北京和西安转变为西安、北京和海口;首位联系度下降明显,进一步表明网络由集聚向均衡化发展。     

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     

轴辐网络模型及其在交通地理学中的应用

轴辐网络从20世纪80年代开始广泛应用到美国的航空网络.由于轴辐网络结构简单,能有效减小网络输送成本,对货物的集中处理和分类实现了规模经济等优点使得这种网络形式被应用到越来越多的运输系统中.国外学者对轴辐网络的研究已有近30年历史,对轴辐网络的概念、理论机制,规模效益,数学模型及其应用有了较为深入的研究和探讨.目前的研究正在向深度和广度方向发展,相对而言,国内的研究则相对落后.本文系统介绍了轴辐网络的原理、概念、分类和研究视角,并对轴辐网络标准数学模型进行了描述,总结了国外轴辐网络的应用领域,对国内外轴辐网络的研究进行了评述.最后指出运用轴辐网络模拟国内航空网络,货运网络等研究还处于起始阶段,轴辐网络在国内的实际运用是未来值得研究的方向之一.     

基于公路运输成本的长三角轴-辐物流网络的构建

对区域物流网络的研究进行了基本的总结和归纳,分析了轴辐侍服网络的内涵及其在区域物流网络构建中的比较优势.针对长三角目前区域物流发展的基本情况,指出了当前该区域存在着网络布局不合理、层次不清晰等问题,设计了物流中心性指数的指标评价体系,确立了网络的一级轴心(hub)和二级轴心(sub-hub);考虑到城市间物流强度数据获取具有一定的难度,作者通过交通成本作为网络构筑的条件,以势能模型(potential)为运算原理,通过区域内物流成本的位势差,即各个节点与轴心间交通成本,实现对网络的构建和优化;以GIS的网络分析方法(栅格算法)为技术支撑,确定了轴心的辐射范围,构建了上海为一级轴心,南京、苏州、无锡、杭州、宁波为二级轴心的三个层次的区域物流网络;并对各个重点物流枢纽的职能定位与发展方向作了相应的分析.     

长江经济带民航城市网络的空间复杂性与结构韧性

以长江经济带71个机场城市为节点,构建有向加权的民航城市网络,从网络连接性、连通性、接续性和集聚性入手分析其空间复杂性,利用中断模拟的方式对其结构韧性进行评价。结果表明：（1）网络联系存在“马太效应”,少数城市承担了主要航空联系,并表现出东西两大空间阵营的“鞍”形格局,“轴-辐”伺服结构尚未完全形成。（2）边缘城市航空连通性强于中部城市,并在云南形成局部航空网络,具有显著的超平面特征。（3）网络韧性总体较强,在节点遭受中断时表现出接续替代效应,存在级联失效风险,少数区域性机场城市具有较强的局部控制力。     

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。     

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。     

中国航空枢纽城市的国际连通性研究

国际连通是航空枢纽城市内通外联的基本功能体现,利用构建的航空枢纽连通模型测算了我国所有国际通航城市2012年和2017年的国际连通性指数和国际中转指数,并与城市的枢纽定位比较分析。五年间我国航空枢纽城市的国际连通能力快速提升,以北京、上海、广州为代表的三大国际枢纽城市仍主导我国航空运输市场的国际中转连通,但国际连通性指数所占份额在下降,次国际枢纽城市和部分区域枢纽国际连通功能快速提升。洲际长航线对各类枢纽城市国际连通能力的提升更具有网络扩张作用,中短途国际航线对次国际枢纽及区域枢纽的国际连通具有重要意义,基地航空公司对城市的国际枢纽建设有着举足轻重的影响。我国国际枢纽的空间分布从单一的“三点集聚”开始向“多点分化”演化,国际枢纽城市的空间演化契合了我国地区经济开放发展与国际航空运输需求的多样化发展趋势。国际航线网络布局、机场设施发展是建设高质量国际中转枢纽的基础保障,部分新晋枢纽城市缺少有效国际连通与之匹配,“之路”与开放门户等枢纽发展战略仍任重而路远。     

中国三大航空公司市场竞争格局及演化研究

国航、东航和南航三大国有航空公司在中国航空运输市场具有举足轻重的作用,其市场竞争格局一直是经济学、管理学以及地理学的重要研究议题。论文基于航班时刻表数据,采用市场占有率和市场重叠率等方法,对比分析了2005年和2015年三大航空公司在国内和国际的市场竞争格局及演化特征。研究发现：2005—2015年三大航空公司的市场规模快速扩大,在国内的新增通航机场主要选择中部和西部地区,尤其黑龙江、内蒙古和贵州等是三者新增的主要市场竞争地;三大航空公司在国内市场竞争具有明显的省际差异,分别在各自运营基地具有较大优势,在国内航空运输集中的航段主要表现为两两竞争的格局;国际市场竞争主要集中在东亚和东南亚地区,尤其在日本和韩国市场的竞争激烈。     

中国枢纽机场时间延误成本估算与航线影响分析及中美比较

论文借鉴欧洲控制研究中心以机型为基本单元的延误成本估算模型(简称EC估算模型)及其相关算法,以EC估算模型为基础,补充机型配置比和引入航班执行阶段作为影响参数,估算了24 h中国枢纽机场单位时长延误成本和时间延误总成本,进行了时间延误成本的航线影响分析及中美比较,得到如下结论：① 区域枢纽机场时间延误成本普遍低于复合枢纽机场,但前者中机型单位时长延误成本和登机口成本均高于后者,从中可透视出其分别与中国航线网络中心集聚、航空地理市场(机型配置)需求和航线网络模式应用的密切相关;枢纽机场空中维持成本在时间延误总成本中占比最大,说明中国空中廊道设置存在缺陷。② 枢纽机场间(航线)以及枢纽机场与非枢纽机场之间(航线)时间延误总成本的差异深受航线属性所影响,其根本又在于航空地理市场(机型配置)需求以及空中廊道参与机场位置。③ 中美枢纽机场和枢纽机场间(航线)时间延误成本均有较大差异,主要表现为中国空中维持成本远高于美国,这是由空中廊道特征路径宽度和航迹交叉点数量2个因素造成的。     

长江三角洲集装箱班轮网络空间格局及其演化

以长江三角洲为案例区,以1996~2013年为研究期限,选取1996、2002、2007、2013年4个重点年份,分别从班轮航线、班轮密度、空间联系3个方面分析长江三角洲集装箱班轮网络的空间格局与演化,共涉及74家船公司、10 726条集装箱班轮航线。研究表明：18 a来长江三角洲集装箱班轮网络空间结构趋于集中,与箱流的空间结构变化呈现相反趋势;上海港集装箱班轮航线数量、班轮密度领先于其它港口,国际枢纽港地位不断强化,宁波港虽在班轮航线、班轮密度增速方面超越上海港,但班轮网络组织能力明显落后于上海港;长江沿线基本形成以上海港为枢纽港,太仓、南京、张家港和南通港为干线港、其它港口为支线港的集装箱班轮运输网络;上海港和宁波港的关系已由原来主要依托沿海班轮支线联系的喂给关系演化为依托国际班轮航线联系的竞合关系。