论文摘要：基于客流分析的机场枢纽发展预测模型的研究

摘 要机场作为航空运输系统中的重要组成部分和航空运输网络中的节点及枢纽，既是旅客和货物运输的重要集散地,也是机场所在城市衔接各种运输方式的客运枢纽。就旅客运输而言, 机场枢纽作用的发挥,机场枢纽规模的扩大以及机场枢纽持续发展等,将受制于客流变化的影响，客流大且辐射范围广，要求机场的枢纽功能就强，对机场所在地的社会经济带动作用就大。而客流变化又受制于机场与集散方式的衔接程度的匹配，也受制于机场所在地航空运输公司的竞争地位和与该机场具有竞争关系机场间的资源整合后的规模经济效应。如何将上述三方面的问题处理好，并能为机场枢纽的发展寻求正反馈客流效应，一直以来是机场管理者和机场所在地政府积极探索和研究的问题，如果能通过系统分析研究机场客流内在规律，找出其相关逻辑关系和解决问题的基本途径，并通过模型开发，研究客流变化的正反馈效应，提出受客流影响的机场枢纽发展的预测模型，这将为机场枢纽的健康发展、机场适应民航业的快速增长以及充分发挥航空运输方式的比较优势等都起到重要作用。本论文通过对机场枢纽定义及分析研究，提出影响机场枢纽发展的主要因素是客流变化。而影响机场客流变化的因素除机场的区位（更多的是辐射范围影响）外，机场的综合竞争能力是其主要因素。如何提高其综合竞争能力关键在于提高机场客流的正反馈效用。从我国机场状况分析看，同一个区域内的同类机场的综合竞争能力主要取决于三方面因素：一是机场的集散能力，即机场的客流疏导能力或与换乘交通方式的衔接程度等，其将直接影响机场能力的发挥。二是机场与航空运输公司的关系。政府规制的变化也将影响运输量的不稳定性。放松管制后的自由市场加剧了航空公司之间的竞争，加大了机场运输量的不稳定性。三是机场客流的正反馈效用。机场在竞争的环境中如何胜出。在日益激烈的竞争环境中，机场资源的综合利用和协调整合，实现机场系统的优势互补和协同发展。为了机场的健康发展，需要挖掘和理顺这些问题之间的内在联系。首先，在民航运输市场快速增长的背景下，对一个机场而言，机场能力的充分发挥，机场的客流疏导能力是一个机场客流畅通的前提条件和基本保障，也是提高机场综合竞争力的重要基础。其次，由于机场和航空公司之间的紧密关系，研究航空运输业市场竞争和垄断程度对机场枢纽的影响，分析机场运输量的波动和变化规律，对一个机场的持续发展至关重要。最后，航空运输业的规模经济效应非常重要，当一个机场规模经济效应体现出来时，机场客流的变化使得机场在竞争中存在正反馈的现象和趋势，也就是说机场的前期客流发生变化会反过来影响到未来的机场客流增长。而这种机场客流变化的不稳定性增加，会直接影响到机场的规划、设计和管理。作为一个机场枢纽来讲，在建立并完善现有客流疏导系统的基础上，也需要对这种规模经济效应的影响有所认识，以确保其自身进入一个良性循环的发展轨道中，这对于机场客流量的持续增长和机场枢纽的可持续发展，以及建立机场与所在城市的多种交通方式的换乘枢纽，都起着关键的作用。这也是本论文命题中拟研究的主要问题。有鉴于此，本论文将以机场的客流数据分析为基础，通过数据挖掘算法和建立数学模型的方法，根据上述思路逐层深入地对机场面临的这三部分内容进行定量的分析和探讨。首先，对机场枢纽客流疏导进行了系统研究，这部分主要包括换乘衔接和航线网络优化两个方面。 1、机场枢纽与所在城市的换乘衔接使用一个贝叶斯网络模型对不同的旅客群体在换乘交通方式选择和期望时，所受到的各种影响因素之间的相互关系，以及旅客换乘需求的差别进行了建模。然后使用一个决策树的换乘选择模型对旅客期望的机场抵达方式进行了预测。 2、航线网络的优化为了克服枢纽航线网络在设计中容易受到需求和成本数据变化的影响，采用一种目标优化的鲁棒算法，使得在多种可能的需求和成本数据取值时，均可获得尽可能好的解，从而降低了构建的最优网络存在较大的最低成本优化偏差的风险。第二，对航空公司的竞争和垄断模型的研究，这部分主要包括航空运输公司管理优化和航空运输公司间的竞争策略两方面的内容。 1、舱位控制的收益管理优化模型采用一个博弈模型分别研究了两个航空公司在单一票价和多种票价的情况下，针对竞争环境下合理的舱位控制和超售。给出两航空公司对应的舱位数量的纳什均衡解。2、航空公司之间的垄断和竞争模型采用一个不完全信息博弈模型，把市场份额最大化策略和利润最大化策略同时作为航空公司的竞争策略，分别在古诺模型和斯塔克尔伯格模型的条件下进行建模，推导了两种策略的均衡条件，讨论了由此带来成本降低对均衡的影响。第三，对邻近机场之间的竞争模型的研究，主要分析研究了如何获得正反馈效应机场客流。 1、正反馈竞争模型的建立采用两种群竞争的模型对机场的客流量变化中存在的正反馈效应进行建模，求解出系统的稳定不动点满足的参数条件，分别在这些条件下对机场客流量的竞争态势和最终结果进行数值仿真。 2、模型中竞争参数的估计针对机场客流疏导能力以及机场自身特点进行评价打分，量化出机场的竞争力水平，得出相对的竞争系数；采用时间序列模型的方法分析了机场客流的变化趋势，估计出机场的客流增长需求，作为代入正反馈竞争模型的参数。 3、对北京首都国际机场和天津机场的实证研究以问卷样本数据以及客流时间序列数据为例进行了实证研究，为两个机场之间的均衡发展给出了有用的参考信息和建议。本论文共分七章，第一章绪论，着重阐述了立题背景和研究方法及技术路径；第二章系统阐述了国内外就机场枢纽系统相关的研究文献，并就机场客流对机场枢纽的影响问题进行了深入分析；第三章、第四章、第五章、第六章分别就机场枢纽的客流特征及旅客换乘的衔接和航线网络、航空公司竞争、机场之间的竞争对机场枢纽的影响进行了系统的分析，并创造性地应用相应的模型研究以及进行了实证验证；最后一章是结论和展望，简明扼要地论述了本论文的基本结论，并对论文后续问题提出了相应的建议。综上所述，要建立一个成功的机场枢纽，在完善现有客流疏导系统的基础上，也需要对这种规模经济效应的影响有所认识，以确保其自身进入一个良性循环的发展轨道中，这对于机场客流量的可持续发展，以及建立机场与所在城市的多种交通方式的换乘枢纽，都起着关键的作用。本研究以北京首都国际机场和天津滨海机场的调查样本和统计数据为例进行实证研究和结论验证。论文结论为机场规划管理和设计提供有价值的参考信息，以降低机场设施投资相关的风险。关键词：机场枢纽，客流分析，正反馈效应

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