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。     

轴-辐侍服理念下的中国航空网络模式构筑

在阐述国际轴-辐航空网络发展和国内外研究现状的基础上,作者分析了这种航空网络的基本内涵,讨论了它的竞争优势,并基于轴-辐侍服理念,设计了评价指标体系,选取35个样本机场,分层次对我国枢纽机场进行甄选;依据枢纽机场及相关标准,构筑了我国的干线网络和支线网络,从而构筑了我国轴-辐侍服航空网络体系。     

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。     

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。     

“一带一路”与中国对外航空运输联系

基础设施互联互通是降低贸易成本、增强国际联系、构建"一带一路"的基本条件。建设国际航空网络与陆路运输通道、海上航运通道,共同组成"一带一路"交通基础设施互联互通的基础。基于2014年的OAG计划数据,本文重点分析了中国与"一带一路"沿线国家的国际航空运输联系空间格局,并运用枢纽度模型识别国际航空枢纽。研究表明:1中国与"一带一路"沿线国家的航空客运联系广度和强度均高于货运,其中国际客运联系集中在泰国、俄罗斯和新加坡等国,而国际货运联系则主要集中在俄罗斯;2中国对外航空网络格局总体上表现为"轴—辐"与"点—点"模式并存;3上海、北京和广州为中国面向"一带一路"沿线国家的国际航空客运枢纽机场,上海同时还是国际航空货运枢纽。     

中国春运城际出行网络结构特征与城市角色识别——基于多元交通客流的测度

作为要素流动的载体和空间重塑的主体,春运交通客流更能透视中国区域发展的新情况新问题。基于2017年春运期间交通客流数据,从整体网络、城际联系和城市节点维度对交通客流网络结构特征进行比较分析并综合识别城市地域交通类型。研究发现：① 与公路客流辐射范围和流量相比,铁路客流较大,航空客流较小;交通客流网络趋于发育为复杂网络;公路客流网络以邻省组合型城市组团为主,铁路客流网络主要为跨省组合型城市组团,航空客流网络均为“破碎”组合型城市组团。② 由短途为主的公路客流、中短途为主的铁路客流和中长途为主的航空客流分别构筑形成的区域空间结构具有显著的分化态势和极化现象,主要发生在“胡焕庸线”东南侧城市群内以及城市群之间。③ 在空间距离制约下,基于城市首位联系刻画而成的交通客流网络空间组织模式存在显著差异。公路客流形成5种区域空间组织模式,铁路客流形成多重组合的核心-边缘空间组织模式,而航空客流则形成多重组合的轴-辐空间组织运营模式。④ 城市地域交通类型分化显著,形成泾渭分明的“沉睡”区与“活跃”区,且中心城市和城市群成为集散客流的主要动力。希冀能为新形势下推动形成优势互补高质量发展的区域经济布局提供借鉴。     

我国航空公司重组及其对航空网络结构的影响

航空公司重组是我国民航业放松管制过程中最关键的环节之一,这一重大的重组对我国民航业的发展和航空网络的结构产生了深远的影响。本文在解析了这次民航重组的过程及其背后政策内涵的基础上,主要从网络连通性、枢纽结构和空间服务范围等三个方面研究航空公司重组对航空网络结构的影响。研究结果表明,重组后决定航空网络的主体和方式发生了根本性的变革,从民航局的行政管理逐步转变为航空公司的市场化选择;重组不但拓展了主要航空公司的地理覆盖范围,而且也提升了其整体的空间服务水平;三大航空集团的网络从单一枢纽为主向多枢纽转变,轴辐式结构更加明晰;以重组为开端的放松管制政策优化了航空公司的资源配置,提高了主要航空公司的市场竞争能力,为进一步开放我国民航业,参与国际竞争奠定了良好的基础。     

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。     

多元交通流视角下的空间级联系统比较与地理空间约束

交通运输联系是区域空间级联系统与城市体系结构研究的重要视角之一,而不同交通运输方式表达的级联体系结构亦存在一定的差异。为综合研究交通运输体系刻画的空间级联系统及克服单一交通方式的局限性,基于长途汽车、高铁和航班时刻表数据,比较分析了多元交通网络的空间级联体系结构及其表达的城市网络组织体系,并进一步揭示了地理空间的约束作用。研究发现：① 每种交通运输方式适合在一定的空间尺度和行政范围内刻画和表达城市网络体系结构与城市联系,公路客运受省域行政范围约束,高铁联系具有廊道影响效应,航空运输体现全国和区域尺度较高层次的社会经济联系。② 从旅客直达视角分析,长途汽车与高铁的城际运输市场重叠最大,近年来长途汽车的运输市场受高铁影响明显。③ 地理空间是影响陆路交通运输和组织的重要约束因子,距离衰减效应明显;结合设施空间、行政空间和管理体制的作用,长途汽车和高铁运输在空间上形成分异的社区结构;航空运输由于具有超空间连接特性,既不遵循距离衰减规律,社区结构也并不明显。     

从航空运输看中国城市体系的空间网络结构

航空运输是研究城市体系空间结构较为独特但又越来越重要的一个视角。本文以航空港客运量和每周航班数为基础 ,通过分析航空网络的结构特点来揭示中国城市体系的结构框架 ,并依据航空网络结构形态以及国内外航空联系的变化预测未来城市体系空间结构的可能演变。     

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。     

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。     

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。     

入境旅游流与航空运输网络协同演化及差异分析——以西南地区为例

区域入境旅游流与航空运输网络协同演化规律及差异是值得研究的问题。文章探讨了入境旅游流与航空运输网络空间演化的协同关系和动力机制,并利用相关分析、回归分析和重心模型,从入境旅游流和航空运输网络的客流关联度、空间结构、网络结点连接强度等层面,对1999～2009年西南地区入境旅游流与航空运输网络的协同演化规律及差异性进行深入分析。结果显示:(1)西南地区入境旅游流与航空客流之间具有显著的相关关系,互动效应明显,但入境旅游流对航空客流的促进作用更强;(2)入境旅游流和航空客流的空间结构变动特征和趋势表现出较高的一致性;(3)入境旅游流和航空运输网络中的结点连接强度存在着较强的耦合性,其耦合程度受到了其它交通运输方式的影响;(4)西南6省区中仅有西藏的入境旅游流流量与航空客流量相关关系不显著,而其他5省区则较显著,但区域内部也存在较大差异。     

东北地区人口流动与多元交通网络格局的偏离和关联

受限于个体流动数据的获取制约,以往人口流动研究多采用交通网络强度来模拟城市间的人口流动强度,忽视了二者之间的偏离。论文以铁路、公路车次构建交通网络,以腾讯位置大数据的铁路出行、公路出行数据构建人口流动网络,运用社会网络分析法、QAP模型,对比分析两者之间的偏离和关联。研究发现：① 东北地区铁路人口流动和其交通网络格局均呈现出以“哈大”走廊为轴的南密北疏、东众西寡的特征。铁路人口流动网络结构较为分散,铁路交通网络的极化效应明显。② 公路人口流动和其交通网络的偏离较大。公路和铁路之间存在竞争和互补关系,在铁路交通不太发达的地区,公路人口流动强度和其交通网络强度较高。③ 人口流动与交通网络存在一定关联,但人口流动受多方面因素影响,综合联系网络模型则能更准确地模拟城市间人口流动。其他影响因素中,经济联系、人口规模等因素对人口流动的影响不够明显,而城市间的邻接关系对人口流动有显著影响。④ 铁路人口流动与其交通网络的关联程度较公路人口与其交通网络的关联程度高。论文定量说明了人口流动与其交通网络的相关程度,为交通网络模拟人口流动提供了理论和实际操作层面的参考。