周 立，趙靜遠(yuǎn)，龔權(quán)星，孟慶潔

上海師范大學(xué)環(huán)境與地理科學(xué)學(xué)院，上海，200234

國外交通地理學(xué)起源于上世紀(jì)中葉的計量革命，中國的交通地理學(xué)的發(fā)端與世界同步，主要通過借鑒和移植國外交通計量方法進(jìn)行相關(guān)研究[1]。新中國成立70年以來，尤其是改革開放以來，交通運(yùn)輸?shù)乩韺W(xué)作為人文地理學(xué)的重要分支學(xué)科在中國得到了蓬勃發(fā)展，目前正處于學(xué)科穩(wěn)定發(fā)展期[2]。航空運(yùn)輸?shù)乩韺W(xué)是交通地理學(xué)的重要組成部分，是其最年輕的學(xué)科分支[3]。其主要以航空線路的起訖點(diǎn)、航空線路和航空港的布局作為主要研究內(nèi)容[4]。機(jī)場作為航空運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)建構(gòu)基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代城市之間進(jìn)行相互交流的重要窗口，已有相關(guān)研究從機(jī)場本體出發(fā)，如機(jī)場航線數(shù)量等指標(biāo)考察機(jī)場體系的集聚分散特征、服務(wù)水平、等級結(jié)構(gòu)及其分類等[5]。此外，已有研究表明高鐵的發(fā)展會對航空運(yùn)輸產(chǎn)生嚴(yán)重沖擊[6]。

在中國高速鐵路快速發(fā)展以及航空燃油價格快速上漲的背景下，如何充分調(diào)配現(xiàn)有資源，開辟更有潛力、更有價值的航線已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。目前，定量分析方法已經(jīng)成為研究航空網(wǎng)絡(luò)的主要手段[7]。中國的航線網(wǎng)絡(luò)由于自身水平和市場競爭等因素的限制，航線模式依舊以點(diǎn)對點(diǎn)為主。因此，在現(xiàn)有的研究中，更多的側(cè)重于點(diǎn)對點(diǎn)的研究，在為數(shù)不多的航線網(wǎng)絡(luò)研究中，民航華東地區(qū)空中交通管理局空管中心終端室的顧儉對民航網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化提出，要以市場為導(dǎo)向，對航線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計[8]；謝本凱和汪瑜等學(xué)者則從網(wǎng)絡(luò)的魯棒性入手，嘗試檢測現(xiàn)有航線網(wǎng)絡(luò)的生存能力[9-10]。

本文以全國36個核心城市形成的航線網(wǎng)絡(luò)為研究對象，采用求和法、連通性法和系統(tǒng)聚類分析法，分析我國航空運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，尋求滿足航空公司利益與地方需求的民航發(fā)展路徑。

1 數(shù)據(jù)來源及處理

1.1 數(shù)據(jù)來源

本研究采用了全球領(lǐng)先的航班數(shù)據(jù)服務(wù)公司飛常準(zhǔn)、航旅縱橫和Flightradar24的數(shù)據(jù)，研究范圍為經(jīng)綜合篩選后的中國36座城市之間的起落航班(見表 1)，數(shù)據(jù)選取時間段為2018年12月1日至31日。12月是中國民航的傳統(tǒng)淡季，旅游需求較低，因此，該時間段的數(shù)據(jù)具有較高的穩(wěn)定性與可靠性。

1.2 數(shù)據(jù)遴選

中國幅員遼闊，南北和東西跨度很大，但人口主要集中在東南沿海發(fā)達(dá)地區(qū)。除了以省級行政單位各自選取省會城市主要機(jī)場作為數(shù)據(jù)來源之外，還以國家政策作為參考，選擇了經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的五個計劃單列市即大連、青島、寧波、廈門、深圳進(jìn)入樣本，選取的機(jī)場列表如表1所示。

1.3 數(shù)據(jù)修正

由于不同數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)有部分的差異，如：部分在Flightradar24上有數(shù)據(jù)的航班但實(shí)際為不載客的調(diào)機(jī)航班；飛常準(zhǔn)的數(shù)據(jù)中誤將貨運(yùn)航班與客運(yùn)航班混淆；航旅縱橫的航班信息不完全等。通過機(jī)型或航班號能夠?qū)@些疑似數(shù)據(jù)進(jìn)行正確分類，獲得較為準(zhǔn)確的結(jié)果。由于航班具有周期性，兩城市之間并不是每日都會有相同數(shù)量的航班，常常是以周為計數(shù)單位，對于不滿每周3班的航班，在統(tǒng)計中即視為0。

表1 36個城市38座機(jī)場樣本數(shù)量列表

2 研究方法及結(jié)果

2.1 求和法

求和法就是對遴選后的航線網(wǎng)絡(luò)中的每個城市起飛航班的數(shù)量進(jìn)行求和的統(tǒng)計方法，能夠直觀地體現(xiàn)出各個城市之間航班的數(shù)量差異(如表2)。

表2 各城市每日航班數(shù)

從表2中可以看到，中國中部、西部地區(qū)的城市航班數(shù)量整體偏低，北方相較南方更少。最小值的拉薩、西寧的航班數(shù)量較少，與其地理位置相對偏遠(yuǎn)、經(jīng)濟(jì)活躍度不高、人口流動少有關(guān)。最大值的上海、北京分別是中國的經(jīng)濟(jì)、政治中心，城市作為航點(diǎn)有極大價值，對于北京、上海來說，積極發(fā)展國際航線，帶動“國內(nèi)—國際”的周轉(zhuǎn)更為重要。值得關(guān)注的是，寧波在這一方法中的位次很低，結(jié)合其地理位置，應(yīng)與其周邊城市排位均較高且距離較近有關(guān)，因此寧波應(yīng)嘗試?yán)闷浒l(fā)達(dá)的港口服務(wù)業(yè)，帶動商務(wù)需求。

航班數(shù)量越多的城市，其航班空余時刻越少，機(jī)場的壓力較大，如北京為了進(jìn)一步發(fā)展航空運(yùn)輸，已于2019年10月初開通北京大興國際機(jī)場，這對于北京進(jìn)一步強(qiáng)化國際航空交通樞紐具有重要意義。同時，民航業(yè)也要加強(qiáng)在二線城市的發(fā)展，分擔(dān)一線城市的航空運(yùn)輸壓力。

2.2 連通性法

連通性是指某一點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中能夠觸達(dá)的程度。國外的研究認(rèn)為，連通性被認(rèn)為是從供給層面來說明一個特定機(jī)場如何在航線網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮其節(jié)點(diǎn)作用[11]。在網(wǎng)絡(luò)分析中，連通性能夠直接反映出點(diǎn)在整個網(wǎng)絡(luò)中可到達(dá)的程度。通過比較各城市的連通性情況，能夠直觀地體現(xiàn)出城市在網(wǎng)絡(luò)中的地位。

考慮到距離過近的兩城市之間的航班會被性價比更高的地面交通所代替，當(dāng)實(shí)際運(yùn)行時間在45分鐘以內(nèi)時，飛機(jī)的運(yùn)行效率與地面高速鐵路運(yùn)輸相比不具競爭力，也就是說，當(dāng)兩城市之間的距離小于地面鐵路一小時能夠到達(dá)的距離(約250千米)時，兩城市之間幾乎不可能有可盈利航班存在，故在計算某城市的民航連通性時，距離較近的城市不在連通性樣本統(tǒng)計范圍內(nèi)。機(jī)場連通性的計算公式為：

(1)

其中，p表示連通性，n為可到達(dá)的城市數(shù)量，q為樣本中在其250千米范圍之外的城市數(shù)量。其結(jié)果如表3所示。

表3 36城連通性情況排名

在連通性情況排名中，北京由于其首都功能以及城市規(guī)模，能夠連通到網(wǎng)絡(luò)中所有城市。在北京之外，成都與重慶都高居榜首，昆明的連通性也較高，一是這些城市自身在西南地區(qū)的重要程度，二是這些城市基本處于網(wǎng)絡(luò)的幾何中心。另外，這些城市所在地區(qū)地形地貌復(fù)雜，鐵路運(yùn)輸建設(shè)難度大、成本高，航空運(yùn)輸是開發(fā)成本相對低的交通運(yùn)輸方式。西寧與拉薩地理位置偏遠(yuǎn)，經(jīng)濟(jì)活躍度不高，航線的商務(wù)價值不高，導(dǎo)致機(jī)場的連通性有限。

2.3 系統(tǒng)聚類分析法

系統(tǒng)聚類分析法把統(tǒng)計量作為劃分類型的依據(jù)，依據(jù)相似程度的多少進(jìn)行聚合分類，根據(jù)各個類之間的親疏關(guān)系完成一張譜系圖。對航線網(wǎng)絡(luò)中具有相似性質(zhì)的城市進(jìn)行聚類，被分為一類的城市往往具有相似的問題，也能有相似的解決方案。在航空運(yùn)輸?shù)乩韺W(xué)中，被聚為一類的城市，對于其他城市而言，具有相近的開航價值，被聚為一類的城市之間能夠在發(fā)展民航業(yè)的時候進(jìn)行合作研究。

使用MATLAB軟件進(jìn)行系統(tǒng)聚類，對聚類要素處理時應(yīng)用了極差標(biāo)準(zhǔn)化的方法，使用的是絕對值距離，最終系統(tǒng)聚類分析后的譜系圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)聚類分析譜系圖

通過系統(tǒng)聚類分析譜系圖，可以直接看出每個具有相似的類。譜系圖表明，哈爾濱與大連、貴陽與南寧、呼和浩特與銀川、西寧與拉薩、濟(jì)南與合肥會被最優(yōu)先聚為一類，說明這些城市具有較大的相似性。從地理位置來看，最優(yōu)先被聚類的城市都在同一地理大區(qū)之內(nèi)，以哈爾濱與大連為例，兩城市均位于東北地區(qū)，且都在較邊緣位置，兩城市的GDP指標(biāo)也較為相近，因此，哈爾濱與大連就可以通過相似的途徑來促進(jìn)民航業(yè)的發(fā)展。哈爾濱與大連均沒有到南寧的航班，到?？诘暮桨嘁埠苌?，結(jié)合近年來頗為旺盛的東北地區(qū)前往華南地區(qū)的熱潮，地方政府與航空公司可以推進(jìn)兩地的開航。再以濟(jì)南與合肥為例，兩城市均位于華東地區(qū)，每日航班的起落數(shù)量及連通性都不高，且近距離內(nèi)有較強(qiáng)的競爭城市青島與南京，因此，可以通過加強(qiáng)并完善“空陸聯(lián)運(yùn)”的方式[12]，即以較低的價格吸引航班，通過便捷的地面交通進(jìn)行周轉(zhuǎn)的方式，推進(jìn)民航業(yè)的發(fā)展。

對于在譜系圖中分類靠后的城市，在國內(nèi)的連通性都較高，一種方案是同上文提到的加強(qiáng)國際航線網(wǎng)絡(luò)，還有一種方案是可以加密較薄弱方向的航線班次，填充不同時刻以完善航線網(wǎng)絡(luò)。以深圳為例，雖然連通性較高，但是向西部地區(qū)、東北地區(qū)的航班數(shù)量稀少，有較大的提升潛力。

3 結(jié) 論

一個城市的民航發(fā)展水平是受周邊城市、地面交通、城市地位等諸多因素的綜合影響的結(jié)果，在已經(jīng)成熟的點(diǎn)對點(diǎn)研究中，對單一城市的具體問題分析已經(jīng)相對透徹。本文著眼整個中國航空運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，通過對36個核心城市的定量研究分析，得出以下結(jié)論:

第一，相鄰城市之間會產(chǎn)生競爭關(guān)系。綜合求和結(jié)果與連通性結(jié)果來看，福州、合肥的連通性水平與航班數(shù)量均不如相鄰的廈門、南京，說明在一定范圍之內(nèi)的城市之間具有相互競爭關(guān)系，需要合理分配城市職能進(jìn)行協(xié)調(diào)發(fā)展。

第二，中長距離航班數(shù)量較少。綜合求和結(jié)果與連通性結(jié)果來看，位于航空網(wǎng)絡(luò)外圍的哈爾濱、烏魯木齊、南寧、?？诘瘸鞘锌傮w上以近距離航班為主。整個航空網(wǎng)絡(luò)以南多北少、東密西疏為特點(diǎn)，大跨度的南北、東西航班仍有發(fā)展空間。

第三，對于地質(zhì)地貌復(fù)雜的地區(qū)，航空運(yùn)輸相比于地面鐵路運(yùn)輸是較為理想的交通出行工具，可以大力發(fā)展這些地區(qū)的航空運(yùn)輸。如我國的西南地區(qū)及部分山區(qū)地區(qū)，像重慶、蘭州，由于地質(zhì)地貌復(fù)雜，鐵路運(yùn)輸建設(shè)難度大，時間耗時長，航空運(yùn)輸有著極大的優(yōu)勢，具有很大的發(fā)展空間。