四、航班波與優(yōu)化

樞紐航線網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要特征，就是航空公司為樞紐機(jī)場的中轉(zhuǎn)航班銜接而設(shè)計(jì)的航班波。航班波是機(jī)場在進(jìn)出航班管理上的一個(gè)概念，是為了在時(shí)間上把進(jìn)港和出港航班有效地銜接起來而有意識地把樞紐機(jī)場的進(jìn)港航班與出港航班相對分開，在某個(gè)時(shí)段相對集中地安排進(jìn)港航班，在另一個(gè)時(shí)段相對集中地安排出港航班。航班波可分為國際轉(zhuǎn)國際、國際轉(zhuǎn)國內(nèi)（國內(nèi)轉(zhuǎn)國際）和國內(nèi)轉(zhuǎn)國內(nèi)等3種類型。航班波優(yōu)化，可以提高樞紐機(jī)場不同時(shí)段進(jìn)出航班之間的銜接性，從而給旅客帶來更多的中轉(zhuǎn)選擇。國際上，一些大型樞紐機(jī)場都經(jīng)歷了構(gòu)建航班波并不斷優(yōu)化使之趨于合理的過程，如德國法蘭克福國際機(jī)場、美國亞特蘭大國際機(jī)場等。

航班波優(yōu)化的效益是顯而易見的，通過提高樞紐機(jī)場進(jìn)出航班之間的銜接性可以提高旅客中轉(zhuǎn)效率，減少中轉(zhuǎn)等待時(shí)間；同時(shí)，也可以提高航空公司的運(yùn)營效率和利潤，可以減少航班延誤。研究適用于我國樞紐機(jī)場的航班波優(yōu)化方法，可以提升我國樞紐機(jī)場在國際航空運(yùn)輸系統(tǒng)中的地位，為提高航空運(yùn)輸效率、吸引國際商機(jī)、帶動旅游等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

航班波的優(yōu)化往往要在樞紐機(jī)場現(xiàn)有航班時(shí)刻安排的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)化時(shí)可以以一天為一個(gè)周期。航班波優(yōu)化一般分3個(gè)步驟進(jìn)行。

（一）計(jì)算航班波特征參數(shù)

樞紐機(jī)場跑道容量、航班起降架次、旅客處理能力及機(jī)場中轉(zhuǎn)能力等是航班波優(yōu)化需要重點(diǎn)考慮的因素，根據(jù)這些因素可以計(jì)算出航班波的特征參數(shù)：航班波的密度、航班波的幅度、航班波的波長和最短中轉(zhuǎn)時(shí)間（MCT）。航班波的密度是指一天中航班波的數(shù)量，是由機(jī)場可利用航班時(shí)刻數(shù)量決定的，機(jī)場的可利用航班時(shí)刻數(shù)量越多，航班波的密度越大；但航班波密度同時(shí)也要受到機(jī)場中轉(zhuǎn)能力的限制，機(jī)場中轉(zhuǎn)能力以MCT為表征，機(jī)場的MCT越長，航班波的密度越小。航班波的幅度是指一個(gè)進(jìn)港或出港航班波中的航班數(shù)量，航班波的波長是指一個(gè)進(jìn)港或出港航班波的持續(xù)時(shí)間。掌握這些參數(shù)是設(shè)計(jì)航班波的基礎(chǔ)，它直接影響到航班波的品質(zhì)和技術(shù)參數(shù)。

（二）航班波分布時(shí)段優(yōu)化

分析現(xiàn)有航班時(shí)刻中進(jìn)出港集中時(shí)段的分布與特點(diǎn)，應(yīng)著重考慮進(jìn)港航班波與出港航班波的銜接狀況。優(yōu)化時(shí)可以先固定某一航班波的時(shí)間段，反推與之銜接的相應(yīng)航班波的時(shí)間段，確保合適的MCT，從而合理安排航班波內(nèi)最后一個(gè)進(jìn)港航班和最早一個(gè)出港航班。MCT的縮短意味著樞紐機(jī)場旅客中轉(zhuǎn)能力的提升，但要為旅客中轉(zhuǎn)時(shí)可能的各種需要而留出一定的準(zhǔn)備時(shí)間，以應(yīng)對可能出現(xiàn)的各種狀況；MCT過長，則會導(dǎo)致部分旅客在機(jī)場等待轉(zhuǎn)機(jī)的時(shí)間過長。在選擇航班波分布時(shí)段時(shí)，要考慮航班波的密度、幅度、波長和MCT等因素的限制。

（三）航班時(shí)刻調(diào)整

航班時(shí)刻的調(diào)整主要依據(jù)航班波的分布，通過對時(shí)刻池內(nèi)航班的調(diào)整來確定波內(nèi)航班與波外航班以及這些航班在波內(nèi)和波外的時(shí)刻分布。在對航班時(shí)刻進(jìn)行調(diào)整前，應(yīng)先確定時(shí)刻保持不變的航班類型，包括客座率較高已受到旅客認(rèn)可的航班、航線另一端機(jī)場時(shí)刻資源極為緊張的航班等。航班波內(nèi)的航班數(shù)量在調(diào)整后不應(yīng)超過航班波的最大波幅。

（四）樞紐機(jī)場航班波優(yōu)化案例分析

廣州白云國際機(jī)場是按照樞紐機(jī)場理念設(shè)計(jì)和建設(shè)的航空港，2014年旅客吞吐量達(dá)到5478萬人·次，南方航空公司以此作為主基地，每日起降航班超過500架·次。因此，本書選取南航在廣州白云機(jī)場國際轉(zhuǎn)國內(nèi)的航班波為例，對現(xiàn)狀中存在的問題進(jìn)行分析并提出優(yōu)化方案。

1. 國際轉(zhuǎn)國內(nèi)航班波現(xiàn)狀

以20分鐘作為間隔劃分時(shí)段，得到廣州白云機(jī)場國際進(jìn)港和國內(nèi)出港航班的分布現(xiàn)狀（如圖3-6所示）。

從圖3-6可以看出，廣州白云國際機(jī)場國際進(jìn)港航班出現(xiàn)較為明顯的4個(gè)航班波，即航班波密度為4，航班波波幅為8個(gè)航班。以20分鐘內(nèi)安排有8個(gè)航班的峰值作為依據(jù)，大致可以得到5個(gè)國內(nèi)出港航班波，其中大致能與4個(gè)國際航班波有效銜接的有4個(gè)。各國際進(jìn)港航班波與國內(nèi)出港航班波的銜接詳細(xì)情況見表3-2所列。上午08:00—09:00和傍晚18:00—19:00的國內(nèi)出港航班波高峰恰好能分別承接凌晨和下午的國際進(jìn)港高峰。但中午13:00—14:00的國內(nèi)出港高峰離國際進(jìn)港高峰的時(shí)間間隔太近，無法充分承接相應(yīng)的轉(zhuǎn)乘旅客，而對于傍晚的國際進(jìn)港高峰，旅客需要等待至22:00—23:00國內(nèi)出港高峰才能繼續(xù)旅行。

2. 航班波優(yōu)化方案

在對航班波分布時(shí)段進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，首先確定國際進(jìn)港航班波不變，反推與之銜接的國內(nèi)出港航班波。B組航班波的銜接存在MCT太短的問題，現(xiàn)狀的MCT僅40分鐘。分析機(jī)場現(xiàn)有中轉(zhuǎn)能力，結(jié)合民航局對旅客中轉(zhuǎn)時(shí)間應(yīng)小于90分鐘的要求，可將MCT的優(yōu)化值定為90分鐘，相應(yīng)第2組的國內(nèi)出港航班波的理想時(shí)段應(yīng)為14:10至14:50。D組航班波的銜接存在MCT太長的問題，現(xiàn)狀的MCT長達(dá)160分鐘。同樣以90分鐘作為MCT的優(yōu)化值，將第4組的國內(nèi)出港航班波時(shí)段優(yōu)化為21：00—21：50。優(yōu)化后的中轉(zhuǎn)銜接情況見表3-3所列。

國內(nèi)出港航班波時(shí)段內(nèi)可能存在一些與國際進(jìn)港航班中轉(zhuǎn)需求高的航班，但受到中轉(zhuǎn)時(shí)間不足的影響，導(dǎo)致其與國際進(jìn)港航班的中轉(zhuǎn)率較低；同時(shí)，在國內(nèi)出港航班波優(yōu)化的目標(biāo)時(shí)間段或鄰近時(shí)間段內(nèi)，可能存在一些與國際進(jìn)港航班的中轉(zhuǎn)需求低、中轉(zhuǎn)率低，甚至航班客座率低的航班。將這兩種航班進(jìn)行時(shí)刻交換，對B、D兩時(shí)段的航班時(shí)刻進(jìn)行調(diào)整，方案分別見表3-4、表3-5所列。

3. 航班波優(yōu)化結(jié)果分析

在進(jìn)行了上述的航班波優(yōu)化后，盡管在航班數(shù)量上并無變化，但國內(nèi)出港航班與國際進(jìn)港航班的中轉(zhuǎn)銜接更為合理，MCT在80～90分鐘的范圍內(nèi)，符合民航局有關(guān)規(guī)定；銜接優(yōu)化時(shí)段內(nèi)一些廣州飛往國內(nèi)支線機(jī)場的航班將時(shí)刻讓出，使航班波的中轉(zhuǎn)銜接效率得到提升。調(diào)整優(yōu)化后的航班波，還應(yīng)對跑道利用率、進(jìn)出港航班平均等待隊(duì)列等各相關(guān)因素進(jìn)行評估，判斷延誤水平能否控制在IATA規(guī)定的可接受范圍以內(nèi)。

第五節(jié)　蛛網(wǎng)式航線網(wǎng)絡(luò)

一、蛛網(wǎng)式航線網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)

蛛網(wǎng)式航線網(wǎng)絡(luò)是指一種分布具有蛛網(wǎng)形態(tài)的航線網(wǎng)絡(luò)模式（如圖3-7所示）。在這種航線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，通常包含一個(gè)或多個(gè)中心節(jié)點(diǎn)機(jī)場包含若干個(gè)由機(jī)場和航線組成的外環(huán)，這些外環(huán)上的機(jī)場節(jié)點(diǎn)通過縱軸航線與中心節(jié)點(diǎn)機(jī)場相連接。