京广空中廊道系统延误弹性测算与航空流运行结构分析

文章构建了一个多层次系统延误弹性测算框架,应用京广空中廊道24 h全部848架次航班实际航迹点数据,测算了单个航班延误偏差、系统延误累积量和系统延误弹性系数,分析了其与航空流运行结构的关系。结果表明：1）该空中廊道航班飞行过程中以延误产生为主且在低流量时段表现出延误吸收能力;沿线枢纽机场起飞航班延误均值普遍高于抵达航班,随枢纽机场等级提高和承载流量增加出现更高的航班延误均值和峰值振幅;以延误偏差>15 min标准统计,各汇流航线的延误概率和均值都高于沿线枢纽机场间直航航线,在该空中廊道贡献了正延误。2）整体呈现出中心航迹延误累积–外围航迹延误恢复的动态过程,大密度流量汇聚成为延误叠加累积的主要原因;3）系统延误弹性具有空间异质性,随机场节点间流量分散程度增加而显著提高,多样性可选路径引发积极的延误吸收而使其具有较强的延误恢复能力。4）航空流运行结构对空中廊道系统延误弹性的影响是通过中心航迹–外围航迹和航迹簇流量汇聚2个关键要素实现的,延误恢复是1个多路径选择的过程,航线重构策略优于固定航线策略。     

个体移动轨迹—滑动窗口方法与航空流异常变化识别——以京沪空中廊道为例

航空流异常变化识别是解释空中廊道拥堵和空域资源充分利用以及航空流重新分配的一个重要基础性课题。该文设计了个体移动轨迹—滑动窗口方法,选取京沪空中廊道内全部航线和机场为研究对象,从FlightAware系统中获得1日17 h全部航班的航迹点数据,识别了异常流量密度、异常区域和异常移动轨迹。研究认为:1)利用移动描述符(飞行弧)在时态数据流支持下所设计的方法,能实现个体移动点的分时段分配和时空一体化表达。2)依据该方法识别的京沪空中廊道航空流异常流量密度(峰值高点以及运动)、异常区域(约束区域和空闲区域)、异常移动轨迹(速度变化与绕飞、方向变化与盘旋),不仅揭示出时空路径中的航空流隐藏信息以及时空运动规律,而且支持了航线更改决策制定。     

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。     

枢纽机场的航班波体系结构及其喂给航线的空间格局研究

基于航班波的概念,提出了航班波识别的技术流程和喂给航线的研究方法,并对全国十大枢纽机场的航班波体系进行了研究与甄别。在此基础上,进一步分析了拥有明显航班波体系的枢纽机场的喂给航线空间格局演化。研究发现：① 北京首都、上海浦东、广州白云和昆明长水机场拥有较为明显的航班波体系;成都双流、深圳宝安、西安咸阳机场的航班波体系尚不清晰。②首位航空公司拥有足够的航班数量是机场构建航班波的必要但非充分条件,时刻资源的优化配置更为关键。③北京首都、上海浦东和广州白云三大枢纽机场的国际喂给航线和国内喂给航线在空间上存在显著的差异,且总体上与地理临近性无关,更多地与首位航空公司的航线网络扩张相关。     

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。     

中国空中廊道划设与时空拥堵识别及其航线流量影响

航空运输的迅速发展使空中交通流增加,空中廊道因能容纳高密度交通流而成为支持空域资源充分开发利用的一种新技术,空中廊道拥堵时段和拥堵区段的识别是廊道上车道分配和开合操作的基础。在回顾空中廊道与交通拥堵相关研究后,构建了由空中廊道划设、拥堵状态识别、航线流量影响组成的研究方法。依据高流量航线确定空中廊道位置、依据距离约束条件确定航线参与者,合并划设出全国14条空中廊道;进而通过时空数据计算、时空图编绘、网格频数筛选及划分阈值设定等步骤,遵照重叠次数及热格频数的指示规则,对拥堵时段和拥堵区段进行识别;并通过规模值和汇聚值两个指标分析高流量航线的拥堵影响。研究发现：拥堵时段呈现为全天多峰“波浪型”分散分布及高峰后端集聚的结构特征;拥堵区段整体呈现为不平衡覆盖和交汇节点集中分布的结构特征,其中高拥堵程度的空中廊道呈现为一个斜体“N”字型框架,框架上为小区段集中的不完全贯通;时空交互上,拥堵区段存在单一时段和多时段重叠两种类型,多个廊道的不同拥堵区段存有共同拥堵时段。高流量航线在空中廊道拥堵中起相对决定性作用,且在抵港和离港两个方向上的影响不均衡。空中交通拥堵识别可为中国未来空域资源时空动态评估和空中廊道建设提供依据。     

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。     

中国小机场支线航空的空间格局与服务水平

系统梳理了国内外支线航空的概念,总结出支线航程800 km的判断标准,采集了2014年旅客吞吐量10万人次的机场的航线数据,分析了这些小机场的支线航空发展的总体水平和空间分布特征。结果发现:小机场的支线发展总体水平不高,只有41%的航线符合支线定义,主要分布在中国西部地区;支线的运营效率要优于非支线,前者的平均起降频次是后者的2.3倍,且满足每天≥1班频次的航线中支线航线占了53.1%,且估算表明平均上座率支线比非支线高近10%。     

疫情背景下全球航空市场空间存在形式研究

国际航空熔断/维持与始发地国家或目的地国家COVID-19疫情严格度要求及其疫情严重程度之间有诸多不对应的情况。除疫情传播阶段、防控环境和检测/治疗方式等原因外,全球航空市场本身的深层次影响不容忽视。本文基于市场空间理论和市场网络关系研究方法,依据全球六大主流航空市场2019—2020年4个代表时间段的国际航线、航班量/航班频率/航班座位容量和机场运营数据,拟解析疫情背景下全球航空市场空间存在形式。结论如下：在全球航线网络收缩过程中,西欧-北美和中日韩-美国原有主要航空连接基本没有发生改变,发达经济体/新兴经济体国家间显现出空间聚合的存在形式。南美洲维持了明确指向的北美洲航线并同时大量熔断对欧航线,大洋洲增加了东南亚枢纽机场的使用从而维持了对欧美的航线,市场依赖型国家显现出空间对偶联系的存在形式。聚合市场和对偶市场凸显经济格局的主导作用。空间相对独立的存在形式受“区域模式”强力影响,区域联盟内部与外部航空市场塑造是截然不同的,以欧盟、非盟、东盟为典型。文化近邻国家显现出紧凑关联社区的存在形式,中日韩之间、东盟与中日韩之间、非洲东北部与阿拉伯国家之间有明显表现,其得到文化地方敏感性的潜在...     

重新发现哈尔滨地理位置的价值:基于洲际航空物流

基于洲际航空物流的视角,通过构建基本航线,对比哈尔滨与北京、上海、广州、新加坡和仁川在中美航空物流网络中的可达性,论述哈尔滨在优化中美航空物流网络中的作用。研究认为,洲际航空货运需要在商载和航程之间进行选择,因而可以有不同于客运的枢纽布局安排。哈尔滨处于中美之间航空物流联系的门户位置,相对于北京、上海、广州、仁川等城市具有更好的可达性,具有发展成为国际航空物流枢纽的潜力。国际航空物流枢纽功能的成长,将使哈尔滨由东北地区主轴的"末端"转变为"门户",极大地提升城市的地位,由此可见,航空物流业的飞速发展使某些城市的地理位置具有了新的属性,并需要予以重新审视。     

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。     

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。     

旅客机场选择行为意向的形成机制——以粤港澳大湾区为例

立足于旅客心理和行为认同,根据“推-拉-锚定”（PPM）理论,运用偏最小二乘法结构方程模型（PLSSEM）,探讨机场选择行为意向的形成机制。研究结果表明,满意度、转移成本、感知票价、航班安排,以及机场服务质量的强制性流程、设施设备和环境等因素对机场选择行为意向有显著正向影响,替代者吸引力的负向影响虽然显著但作用微弱;航班安排、转移成本、强制性流程、设施设备和环境等因素影响程度随不同机场类型表现出明显差异,且主要显著存在于主要机场和辅助机场间、主要机场和其他机场间。因此,机场群高质量发展应注重对重复通航航班的协同运营,实现不同机场类型的航空资源互补化,优化主要机场的强制性流程服务,提升其他机场的设施设备和环境,促进航空服务的差异化和高品质化。     

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。     

枢纽机场航班时刻资源配置的时空网络模式——以北京首都国际机场为例

航空网络是联系大中城市的快速交通方式,而航班时刻是机场和航空公司的关键资源,解析其时空网络有助于揭示航空资源的配置模式。基于航班时刻的概念界定,以北京首都国际机场为研究对象,采用定量方法,从时间和空间维度,刻画航班时刻的时空配置网络和分异结构,考察机场时刻资源配置的一般特征和规律。首先从时间维度,选择不同航段单位,分析航班时刻资源的时间配置特征与规律,重点揭示其时间结构分异与形成机制;然后从空间维度,分析航班资源牵系的航空联系网络,对其时间特征进行刻画,考察其时空分异的基本特征;最后从航空公司维度,对航班时刻资源的时间-空间配置进行深入考察,探讨各航空公司在不同航段和联系方向上的市场优势。研究表明,航班时刻资源具有时间异质性,形成黄金航段、高峰航段、低谷航段等时刻类型分异;航班联系存在明显的空间分异,具有集中分布的特征,与城市发展等因素的不平衡相关;不同航段的航班联系网络,在覆盖范围和集中度上存在明显差异;航空公司间存在分异的市场结构,大致形成四个层级。本研究丰富了交通地理的理论研究,可为机场航空资源的优化配置提供指导。     

基于区域航空运输可达性的机场空间布局

构建表现机场腹地与其航空运输网络间相互关系的结构方程模型,明确“二三产业总产值/总人口数/社会消费品零售总额”与“通航机场数/航班密度/通航里程”2个变量组之间的数量关系。基于腹地陆路交通网络和机场航空运输网络,列出机场陆域可达性和航线可达性的数学表达式,并基于乘客的主观感受组合2类可达性指标得到区域航空运输可达性指标,将该指标作为比选机场空间布局方案的标准。以烟台/威海地区为例对不同机场布局方案的场景进行分析,结果表明：在目前的需求形态下烟台/威海地区应设置1个机场,以使旅客享有较好的航空运输服务,使整个区域的航空运输可达性最优。     

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。