中國國際航空網(wǎng)絡對人口流動空間的影響

李會，王加勝，楊昆

（1.云南師范大學信息學院，昆明 650500；2.云南師范大學西部資源環(huán)境地理信息技術教育部工程研究中心，昆明 650500）

中國國際航空網(wǎng)絡對人口流動空間的影響

李會1,2，王加勝1,2，楊昆1,2

（1.云南師范大學信息學院，昆明 650500；2.云南師范大學西部資源環(huán)境地理信息技術教育部工程研究中心，昆明 650500）

跨國跨區(qū)域的人口流動主要依賴于航空運輸，應用社會網(wǎng)絡中心性分析方法，對中國國際航空網(wǎng)絡的結(jié)構特征及其對出入境人口流動空間的影響進行研究。得出結(jié)論：中國國際航空網(wǎng)絡是核心-邊緣網(wǎng)絡，且北京、香港、上海是網(wǎng)絡的核心也是我國出入境口岸機場；應該在現(xiàn)有機場節(jié)點的基礎上，加強其他機場與國際的聯(lián)系；我國大陸機場城市主要和東亞、東南亞地區(qū)的國家人口流動聯(lián)系頻繁，應該加強與北美和歐洲、大洋洲等其他地區(qū)的機場城市航班聯(lián)系。

國際航空網(wǎng)絡；社會網(wǎng)絡；人口流動；網(wǎng)絡結(jié)構

0 引言

從2006年-2014年中國國際航線吞吐量從3236萬人次上升到7939.6萬人次，與港澳臺地區(qū)的吞吐量從1098.6萬人次上升到2296.9萬人次，我國與國境外城市的人口流動主要通過航空運輸?shù)慕煌ǚ绞絒1]，近年來，國內(nèi)學者對我國航空網(wǎng)絡結(jié)構和航空客流網(wǎng)絡以及人口流動的研究較多，對航空運輸與人口流動空間變化研究很少，國內(nèi)對航空網(wǎng)絡的研究主要集中在三個方面：拓撲結(jié)構、空間結(jié)構以及基于航空網(wǎng)絡的城鎮(zhèn)體系研究，黨亞茹等人利用復雜網(wǎng)絡的分析方法研究了2003到2006年國際航空客運網(wǎng)絡結(jié)構特點[2]；王姣娥等人對以機場城市為節(jié)點的中國航空網(wǎng)絡空間結(jié)構以及抗毀性進行分析[3-4]；王法輝等利用位序規(guī)模模型分析了1980年和1998年中國航空網(wǎng)絡，發(fā)現(xiàn)樞紐機場的主導地位下降[5]；武文杰研究了航空客流網(wǎng)絡發(fā)展及其地域系統(tǒng)特征，提出了中國航空網(wǎng)絡的“軸輻（Hub-and-Spoke）”體系結(jié)構[6]；徐敏政利用最多葉子生成樹抽取了中國航空網(wǎng)絡樹形軸輻結(jié)構的構造方法，并構建了中國航空網(wǎng)絡的軸輻結(jié)構[7]；李祥妹等人研究了以滬寧高速鐵路為例，研究人口流動的空間聯(lián)系，定量分析了高速鐵路對區(qū)域人口流動空間的影響[8]；岳欽韜通過研究1905至1936年的鐵路客運量闡述人口流動的基本狀況與相關特征[9]。

基于前人的研究，本文應用社會網(wǎng)絡中心性分析方法研究中國國際航空網(wǎng)絡的結(jié)構特征[10-13]，并在此基礎上分析航空網(wǎng)絡結(jié)構對中國出入境人口流動的影響，旨在揭示國際航空網(wǎng)絡結(jié)構對人口流動空間分布格局，為國家制定民航發(fā)展方向提供基礎依據(jù)，為國際和地區(qū)拓展出入境市場指出方向。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本文所涉及的中國國際航空網(wǎng)絡的航線數(shù)據(jù)主要是開通國際航班的55個中國大陸城市的機場網(wǎng)站獲得。每周的航班信息主要從承擔國際航線的航空公司獲得，主要涉及中國南方航空公司、中國國際航空公司、中國東方航空公司、國泰航空公司、中華航空公司、韓亞航空公司、臺灣長榮航空公司、大韓航空公司、全日本航空公司、港龍航空公司、廈門航空公司、美國聯(lián)合航空公司、西伯利亞航空公司、城市航空快運公司、泰國國際航空公司等123個航空公司。具體數(shù)據(jù)情況如下：

（1）因香港、澳門、臺北、臺中是境外城市，所以將中國大陸與其的航線也劃分為中國國際航線的一部分。

（2）以通航的機場城市作為節(jié)點，對于包含兩個及以上的機場的城市，將其數(shù)據(jù)合并，如將北京的首都國際機場（PEK）和南苑機場（NAY）的數(shù)據(jù)合并；另外，經(jīng)營不定期的機場不納入本研究。

（3）以直接航線作為邊，有經(jīng)停機場的航線分解為出港機場城市—經(jīng)停城市和經(jīng)停城市—到港城市兩條，并將共享的航線剔除。

經(jīng)過處理后，獲得217個節(jié)點（其中包含55個大陸機場城市，162個國境外機場城市）以及1244條邊。

1.2 研究方法

應用社會網(wǎng)絡中心性分析方法研究中國國際航空網(wǎng)絡的結(jié)構特征。將217個大陸城市和國境外城市建立217×217鄰接矩陣，初始矩陣Vij（i=0，i＜n，j=0，j＜n），根據(jù)機場城市間每周國際航班數(shù)為Vij賦值，如機場城市A到機場城市B每周航班次數(shù)為7，則VAB=7；且默認Vii=0，即同一個機場城市不通航。利用Netdraw社會網(wǎng)絡分析軟件繪制中國國際航空網(wǎng)絡圖，并利用網(wǎng)絡的中心性分析法來判別機場城市節(jié)點在整個網(wǎng)絡中的位置及重要程度；應用網(wǎng)絡密度和中心勢來描述網(wǎng)絡結(jié)構的緊湊性。

2 社會網(wǎng)絡中心性分析的三個指標和網(wǎng)絡密度

中心度和中心勢是描述社會網(wǎng)絡“中心性”的兩個重要測量方法。中心度衡量的是一個節(jié)點在網(wǎng)絡中居于核心地位的程度，而中心勢考察的是整個航空網(wǎng)絡圖的整合度和一致性，即一個圖的中心度，中心勢越接近1，則說明網(wǎng)絡越具有集中趨勢。網(wǎng)絡的中心性可分為：點度中心性，接近中心性和中間/中介中心性三個指標。其中每一個中心性都有中心度和中心性兩個指標來描述。其具體分類如表1：

表1 社會網(wǎng)絡中心性分類

點度中心性是刻畫節(jié)點中心性的最直接的度量指標，點度中心度是指在社會網(wǎng)絡中，一個節(jié)點與其他節(jié)點之間的直接聯(lián)系，一個節(jié)點的點度中心度的越大則說明該節(jié)點的點度中心性越高，從而說明該節(jié)點的在網(wǎng)絡中越重要。

假設n個節(jié)點的網(wǎng)絡圖D中，則節(jié)點k的點度中心度是節(jié)點i與其他n-1個節(jié)點的直接聯(lián)系的總和，即：

標準化中心度數(shù)值范圍在[0-1]之間，標準化中心度值越接近1，表示該節(jié)點的點度中心性越大，說明該節(jié)點在網(wǎng)絡中的地位越重要。整個網(wǎng)絡的點度中心勢：

接近中心性反映了網(wǎng)絡圖中某一個節(jié)點與其他節(jié)點之間的接近程度。接近中心度是指一個i節(jié)點到其它n-1個節(jié)點最短路徑的總和。故若一個節(jié)點的接近中心度相對很小，則說明該節(jié)點是網(wǎng)絡圖的中心點。

假設節(jié)點i和節(jié)點j之間的最短路徑為d（i，j），則接近中心度為：

經(jīng)過歸一化處理后，即標準化接近中心度為：

整個網(wǎng)絡的接近中心勢：

中間/中介中心性以經(jīng)過某個節(jié)點的最短路徑數(shù)目來刻畫節(jié)點重要性的指標，是度量節(jié)點i對其他節(jié)點的控制能力，若一個節(jié)點處于許多節(jié)點對的最短路徑上，就說該節(jié)點具有較高的中間/中介中心度。

經(jīng)過歸一化處理，即標準化中間/中介中心度為：

整個網(wǎng)絡的接近中心勢：

網(wǎng)絡密度是指網(wǎng)絡節(jié)點間實際的關系數(shù)量和理論的最大關系數(shù)量之比，即：

D值越大，表示國際航空網(wǎng)絡結(jié)構越緊湊，國內(nèi)城市與國境外城市之間的國際航空聯(lián)系越密切，國際航空可達性越高。

3 中國國際航空網(wǎng)絡結(jié)構特征分析

利用Ucinet軟件將含有航班數(shù)的鄰接矩陣作二值化預處理，得到一個只包含1，0的鄰接矩陣，節(jié)點用機場名稱的IATA（International Air Transport Association）代碼表示，節(jié)點對“1”表示節(jié)點間有直接航線，“0”表示無直接航線，下圖是中國國際航空關系圖。

圖1 中國國際航空網(wǎng)絡關系圖

中國國際航空網(wǎng)絡中心性指標結(jié)果如表所示。結(jié)合機場城市之間的直接航線，通過分析各種中心度和中心勢指數(shù)，確定在國際航空網(wǎng)絡中處于核心地位的機場城市，即找出在國際航空網(wǎng)絡中“權利”較大，能夠較大程度上影響整個航空網(wǎng)絡上的人口流動的走向。

表2 點度中心性指標

從分析結(jié)果可以看出，93.55%的機場城市都表現(xiàn)相同的點入度和點出度。點入度的含義是該機場港的飛機入港信息，點出度的含義是從該機場港的飛機出港信息。從上表可以看出，北京首都國際機場（PEK）、香港國際機場（HKG）、上海浦東國際機場（PVG）的點出度和點入度相對較高，說明這三個機場在整個中國國際航空網(wǎng)絡中擁有較高的權力，即很難確定出港飛機的目的地以及到港飛機的客源地。這個航空網(wǎng)絡的標準化點入度中心勢和點出度中心勢均是39.678%，說明該網(wǎng)絡的入港和出港表現(xiàn)出相同的集中趨勢。

表3 親近中心性指標

接近中心度衡量的是一個機場城市節(jié)點不受其他機場城市影響的程度，與節(jié)點中心度相反，該值越小，說明該機場城市節(jié)點處于核心位置，依據(jù)接近中心度的定義，當該值越小，說明該節(jié)點與其他節(jié)點的距離和越小，說明該節(jié)點距離其它各節(jié)點越近，即人口流動越不容易受其他機場城市的影響。從分析結(jié)果中可以出，機場城市節(jié)點的入度的接近中心度均小于出度的接近中心度，這說明從其他機場節(jié)點到該機場節(jié)點比從該機場節(jié)點到其它機場節(jié)點跟容易，根據(jù)排序可以看出，越靠前的機場城市越不易受其他機場節(jié)點影響，即獨立性越強。

表4 中間/中介中心性指標

Network Centralization Index=34.86%

點的中間/中介中心度衡量的是一個節(jié)點C在整個國際航空網(wǎng)絡中對人口的流動的控制作用的大小，即人員想要從機場城市節(jié)點A到達機場城市節(jié)點B要依賴于機場城市節(jié)點C的程度。我們可以從上表可以看出，北京首都國際機場（PEK）、香港國際機場（HKG）、上海浦東國際機場（PVG）、臺北桃園國際機場（TPE）、韓國仁川國際機場（ICN）的機場城市的中間中心度是比較高的，即其他機場城市對上述機場城市依賴程度較高。而整個網(wǎng)絡的中間中心勢為0.3486，并不是特別高，即在整個航空網(wǎng)絡中大部分的機場城市節(jié)點不需要別的機場城市節(jié)點作為樞紐，就可以到其他機場城市節(jié)點。

4 研究結(jié)果與分析

根據(jù)中國國際航空網(wǎng)絡的三個中心性（點度中心性、接近中心性、中間/中介中心性）指標可以看出，香港、韓國首爾、泰國曼谷、日本大阪、韓國濟州島5個境外城市與中國大陸城市航空聯(lián)系最為緊密。實際上這些城市一直是中國大陸最主要的人口流動的入境客源城市以及出鏡目的城市，且人口主要是以旅游為主。

利用二值化預處理，分別取每周航班數(shù)為7、14、21、28、35截斷值產(chǎn)生二分矩陣，分別比較網(wǎng)絡的平均密度。如下表所示：

表5 不同截斷值下網(wǎng)絡平均密度

假設每周航班次數(shù)越大，其所處的國際航線開通時間越早，從上表看出，隨著中國大陸機場城市與國外的機場的國際航線增加，中國國際航空網(wǎng)絡的平均密度越來越小，說明隨著中國大陸城市開通新的國際航線增加，中國國際航空網(wǎng)絡結(jié)構越來越稀疏，從網(wǎng)絡密度的計算公式上可以看出節(jié)點數(shù)與航空網(wǎng)絡密度成負相關。

分析中國大陸機場城市與國境外機場城市的每周航班次數(shù)，從下圖可以看出，大陸城市與香港地區(qū)的航空聯(lián)系最為頻繁，其次是臺灣地區(qū)的城市，再次是韓國、日本和泰國地區(qū)的城市，相對于以上國家，中國大陸城市與美國航空聯(lián)系并不是很密切，因此通過我國國際航線網(wǎng)絡的人口流向主要是東亞和東南亞地區(qū)，且流向東南亞地區(qū)主要以泰國、馬來西亞、新加坡、越南、菲律賓等國家，并且主要以旅游業(yè)來帶動的人員流動；其次是流向北美洲、東歐、大洋洲地區(qū)的所在的國家，流向北美洲地區(qū)以美國、加拿大為主，東歐地區(qū)以俄羅斯為主，大洋洲以澳大利亞為主，人員組成不再單一，而是以旅游、商業(yè)、求學等組成。

5 結(jié)語

中國國際航空網(wǎng)絡是以核心-邊緣網(wǎng)絡結(jié)構，核心節(jié)點較少，邊緣機場節(jié)點較多，其中核心節(jié)點主要是北京首都機場（PEK）、香港國際機場（HKG）、上海浦東國際機場（PVG）、韓國仁川國際機場（ICN）、泰國素萬那普國際機場（BKK）、日本大阪關西國際機場（KIX）、韓國濟州國際機場（CJU），其中北京、香港、上海在中國國際航空網(wǎng)絡中所處的位置尤為重要，是我國最主要的出入境口岸機場。

根據(jù)我國國際航線網(wǎng)絡平均密度可知，國際航空網(wǎng)絡結(jié)構亟待改善，首先除了北京、上海的其他機場城市要與世界主要國家的國際樞紐機場建立更多的國際航線聯(lián)系，從而培育和提升其他大陸機場城市在國際航空網(wǎng)絡中的地位，從而改變我國國際航線的空間分布格局，然后要充分發(fā)揮香港國際機場的樞紐作用，拓寬我國人口的流向。

依據(jù)我國國際航線航班數(shù)，除港澳臺之外，我國的人口流向主要是韓國、日本、泰國、新加坡、馬來西亞等東亞以及東南亞地區(qū)的國家機場城市，相對缺少北美和歐洲、大洋洲等其他地區(qū)的機場城市，從而制約了我國人口向其國家的輸出和輸入。

圖2 國際通航地區(qū)每周航班數(shù)比較

圖3 國際通航地區(qū)每周航班數(shù)百分比分布

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Research on the Influence of Population Space of Flow Under Chinese Aviation International Network

LI Hui，WANG Jia Sheng，YANG Kun

（1.School of Information Science and Technology，Yunnan Normal University，Kunming 650500；2.The Engineering Research Center of GIS Technology,Western China of Ministry of Education of China，Yunnan Normal University，Kunming 650500）

Transnational cross-regional migration mainly depends on the air transport,intends to explore the influence of the Chinese aviation international network on its inbound tourism.The obtained conclusions are:The Chinese aviation international network is Core-Periphery network and the core nodes in mainland are Beijing,Hong Kong,and Shanghai.Main airport city in China and East Asia,Southeast Asia country population flows frequently,should strengthen with North America and Europe,Oceania and other cities in other parts of the airport flight connections.

Aviation International Network;Social Network Analysis;Population Mobility;Network Characteristics

國家863計劃項目（No.2012AA1214002）、國家自然科學基金青年科學基金項目（No.41501436）

1007-1423（2017）02-0010-06

10.3969/j.issn.1007-1423.2017.02.003

李會(1988-)，女，山東菏澤人，碩士研究生，研究方向為航空網(wǎng)絡、傳染病傳播模型

楊昆（1963-），男，云南富源人，教授，博士生導師，研究方向為遙感和地理信息系統(tǒng)

2016-11-15

2017-01-10

王加勝(1984-)，男，云南富源人，講師，博士，研究方向為海洋地理信息系統(tǒng)