中國(guó)航班輪檔時(shí)間延誤損失研究

武勇彥，魚海洋，胡華清

（中國(guó)民航科學(xué)技術(shù)研究院，北京 100028）

中國(guó)航班輪檔時(shí)間延誤損失研究

武勇彥，魚海洋，胡華清

（中國(guó)民航科學(xué)技術(shù)研究院，北京 100028）

航空延誤是當(dāng)前社會(huì)關(guān)注點(diǎn)，測(cè)算航班時(shí)間延誤及其損失很有必要。為測(cè)算輪檔時(shí)間的延誤及其經(jīng)濟(jì)損失，以分機(jī)型業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過不同類型函數(shù)比較，采用對(duì)數(shù)模型擬合速度與航程之間的關(guān)系，得出中國(guó)航班輪檔時(shí)間的變化特征。在此基礎(chǔ)上，以2005年航程-航速關(guān)系為基準(zhǔn)，測(cè)算歷年航空公司、旅客、貨郵的輪檔時(shí)間延誤規(guī)模。根據(jù)相關(guān)活動(dòng)的單位時(shí)間價(jià)值，估算得到歷年中國(guó)航班輪檔延誤損失，為測(cè)算中國(guó)航空運(yùn)輸延誤損失提供了依據(jù)。經(jīng)過測(cè)算，2015年旅客、貨郵、航空公司輪檔時(shí)間延誤帶來的經(jīng)濟(jì)損失分別為22.0億元、11.5億元、236.2億元。

輪檔時(shí)間；延誤損失；航空運(yùn)輸；對(duì)數(shù)模型

航班輪檔時(shí)間是運(yùn)輸飛機(jī)空中飛行時(shí)間與地面滑行時(shí)間之和[1]。此參數(shù)是航空公司編制航班計(jì)劃的重要參數(shù)，是評(píng)價(jià)航空運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)行及管制效率高低的關(guān)鍵指標(biāo)，在一定程度上反映了航空運(yùn)輸服務(wù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的好壞。圍繞航班延誤及其損失，國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了大量研究。中國(guó)民用航空局相關(guān)規(guī)章制度給出了航班正常率的統(tǒng)計(jì)方法[2]。美國(guó)、歐盟等均建立了航班延誤損失的估計(jì)方法并估計(jì)了延誤損失規(guī)模[3-6]，但限于國(guó)內(nèi)航班數(shù)據(jù)的可獲取性，很難參考使用其方法。國(guó)內(nèi)航班延誤研究重點(diǎn)在延誤損失模型[7-10]，部分航空延誤損失的研究也受限于數(shù)據(jù)的獲取，往往采用較多假定[11-12]。本文將航班延誤分為起飛前延誤和撤除輪檔后的延誤兩部分，飛行前的時(shí)間延誤可由航班計(jì)劃離港時(shí)間與撤除輪檔的時(shí)間相減得到，而撤除輪檔后的延誤往往被人忽略，難以精確測(cè)算。基于此，本研究根據(jù)民航歷史數(shù)據(jù)，建立了輪檔時(shí)間的航程-航速模型，并估計(jì)帶來的航班時(shí)間延誤規(guī)模及其經(jīng)濟(jì)損失，為精確測(cè)算中國(guó)航空運(yùn)輸時(shí)間延誤損失奠定了基礎(chǔ)。

1 航班航程與航速關(guān)系

航段飛行時(shí)間與平均航速呈現(xiàn)反比關(guān)系。因此，通過建立航程與航速之間的關(guān)系來得到航班輪檔時(shí)間變化規(guī)律和變化趨勢(shì)。

1.1 數(shù)據(jù)選擇與處理

不同類型運(yùn)輸飛機(jī)性能存在較大差別。國(guó)內(nèi)航空公司以噴氣式飛機(jī)為主，完成了中國(guó)絕大部分的航空運(yùn)輸業(yè)務(wù)量，渦槳式飛機(jī)使用及業(yè)務(wù)量比例均較少。以2014年為例，噴氣式客機(jī)完成中國(guó)旅客運(yùn)輸量、貨郵運(yùn)輸量的比例分別達(dá)到99.8%、100%。因此，為便于年份之間的相互比較，只考慮噴氣式飛機(jī)。

選擇2005—2015年分機(jī)型業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)，具體指標(biāo)主要包括輪檔時(shí)間、飛行里程、飛行班次及相關(guān)的運(yùn)輸量和業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)?？紤]到數(shù)據(jù)四舍五入帶來的影響，選擇年航班執(zhí)行超過20班以上的數(shù)據(jù)，計(jì)算歷年分機(jī)型國(guó)內(nèi)、國(guó)際、地區(qū)等航班的平均航程與平均航速，2005年與2015年航班平均航程與平均航速關(guān)系如圖1所示。總體來看，在同一年份內(nèi)，中國(guó)平均航速隨航程的增加而不斷增加，這與常識(shí)較為符合。

圖1 2005年與2015年航班平均航程與平均航速關(guān)系Fig.1 Relationship between average flight distance and average speed in 2005 and 2015

1.2 航程-航速關(guān)系建模

為更精確地描述二者之間的關(guān)系，選取線性、指數(shù)、對(duì)數(shù)、多項(xiàng)式、冪函數(shù)等模型擬合航程-航速的關(guān)系，比較不同類型函數(shù)的擬合優(yōu)度和函數(shù)的走向，選擇對(duì)數(shù)函數(shù)作為航程-航速的擬合函數(shù)。根據(jù)2005年航空運(yùn)輸數(shù)據(jù)擬合得到5種函數(shù)的回歸模型，比較擬合優(yōu)度結(jié)果，如表1所示，對(duì)數(shù)函數(shù)擬合程度最高，說明其最能反映航程與航速之間的關(guān)系。其他年份也得出了類似的結(jié)論。根據(jù)2005—2015年的數(shù)據(jù)，建立歷年的航程-航速對(duì)數(shù)函數(shù)模型。

1.3 典型年份的航程-航速比較

為比較不同年份同等航程下航速之間的變化，可通過繪制相關(guān)年份間的散點(diǎn)圖，但是數(shù)據(jù)點(diǎn)較為密集，很難看出相互之間的差別。因此，選擇2005年、2010年、2015年作為典型年份，以500 km為航程間隔，繪制對(duì)數(shù)模型下的計(jì)算航速值，如圖2所示。通過比較典型年份航班航速變化，得到如下輪檔時(shí)間變化特征：

表1 2005年不同函數(shù)模型及其擬合優(yōu)度值Tab.1 Different function models and their goodness of fit value in 2005

1）同等航程下，隨著年份的增加，中國(guó)航速不斷降低。這意味著輪檔時(shí)間逐步增長(zhǎng)，乘客及貨郵的航程時(shí)間逐步上升，飛機(jī)的使用效率下降，飛行期間的延誤在不斷增加。

2）與2005年相比，2010年不同航距的航速全面下降。說明“十一五”期間是中國(guó)航空運(yùn)輸運(yùn)行狀態(tài)變化快的時(shí)期。從航班正常率上面可以看出，2005年航班正常率為82.1%，2010年則下降到74.9%。

3）與2010年相比，2015年不同航距的航速繼續(xù)下降，這說明“十二五”期間中國(guó)航班運(yùn)行環(huán)境條件并沒有改善，反而變得更差，表現(xiàn)在“十二五”期間中國(guó)航班正常率繼續(xù)下降。在不同航程比較中，3 000 km航程以下的航線航速下降速度更快，這反映了中國(guó)國(guó)內(nèi)航班運(yùn)行環(huán)境比國(guó)際環(huán)境的變化快。

圖2 典型年份航班同等航程下的航速比較Fig.2 Speed comparison within same distance

2 中國(guó)航班輪檔時(shí)間延誤估算

2.1 基準(zhǔn)選擇

為得到中國(guó)航班輪檔時(shí)間延誤規(guī)模，需選取比較基準(zhǔn)。與車輛交通不同，航班輪檔時(shí)間包括航班飛行時(shí)間和地面滑行時(shí)間。這使得很難測(cè)定理想條件下航班輪檔時(shí)間。本文采用相對(duì)比較方法，選擇2005年作為基年，通過比較其他年份與2005年不同航程的輪檔時(shí)間來得到航班時(shí)間延誤。

2.2 輪檔時(shí)間延誤估計(jì)

根據(jù)歷年分機(jī)型航班業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)，通過計(jì)算不同類型飛機(jī)的航班、旅客及貨郵的航程，測(cè)算其與同等條件下的2005年的時(shí)間差，作為航班飛行、旅客運(yùn)輸、貨郵運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間延誤?？傮w來看，隨著航空運(yùn)輸市場(chǎng)規(guī)模的增大，中國(guó)旅客、貨郵、航班輪檔的時(shí)間延誤呈現(xiàn)穩(wěn)步增加趨勢(shì)，如圖3所示，這與近年來旅客感受到航行時(shí)間逐步增加和航空服務(wù)質(zhì)量下降基本一致。根據(jù)相關(guān)測(cè)算，2015年中國(guó)旅客運(yùn)輸、貨郵運(yùn)輸、航班輪檔延誤分別達(dá)到7 057.8萬人小時(shí)、144.1萬噸小時(shí)、54.9萬小時(shí)。

圖3 2005年以來中國(guó)旅客、貨郵、航班輪檔時(shí)間延誤變化Fig.3 Delaychangeofpassengers,cargo,aircrafthourssince2005

3 中國(guó)輪檔時(shí)間延誤經(jīng)濟(jì)損失估計(jì)

輪檔時(shí)間的增加給航空公司、旅客、貨郵等帶來了較大的經(jīng)濟(jì)損失，影響旅客活動(dòng)行程安排，延遲貨物到達(dá)目的地，增加了航空公司的成本支出，間接影響了與航空運(yùn)輸有關(guān)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。根據(jù)相關(guān)活動(dòng)單位小時(shí)產(chǎn)生的價(jià)值量，即可測(cè)算中國(guó)航空運(yùn)輸時(shí)間增加帶來的經(jīng)濟(jì)損失。本文主要考慮旅客、貨郵、航空公司等直接經(jīng)濟(jì)損失，其他間接經(jīng)濟(jì)損失暫不考慮。

3.1 旅客運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)損失

從國(guó)外研究來看，國(guó)外旅客經(jīng)濟(jì)損失計(jì)算考慮不同類型乘客的支付意愿[3-4，6]。中國(guó)經(jīng)濟(jì)正處于快速增長(zhǎng)期，居民收入變化速度快，測(cè)出的支付意愿時(shí)效性并不太好，因此采用單位小時(shí)平均工資。中國(guó)機(jī)場(chǎng)主要位于大中型城市，旅客也主要來自于城鎮(zhèn)居民，因此，在測(cè)算旅客經(jīng)濟(jì)損失時(shí)，其標(biāo)準(zhǔn)為城鎮(zhèn)單位就業(yè)人員每小時(shí)平均工資。

根據(jù)歷年全國(guó)平均工資水平，考慮年工作天數(shù)及每天工作小時(shí)數(shù)，得到歷年的小時(shí)工資水平，測(cè)算其延誤損失規(guī)模。以2015年為例，全國(guó)城鎮(zhèn)單位就業(yè)人員年平均工資為62 029元，工作天數(shù)為249天，日工作時(shí)間8 h，小時(shí)工資為31.14元。2010年和2015年由輪檔時(shí)間延誤給乘客帶來的直接經(jīng)濟(jì)損失分別為6.9億元和22.0億元，如圖4所示。

圖4 2006—2015年中國(guó)航班輪檔時(shí)間增加給航空公司、旅客、貨郵帶來的經(jīng)濟(jì)損失變化Fig.4 Delay cost growth of passengers,cargo and aircraft hours 2006—2015

3.2 貨郵運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)損失

航空運(yùn)輸具有速度快、時(shí)效性強(qiáng)的特點(diǎn)，因此，同等重量下，航空貨郵價(jià)值量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鐵路、公路及管道運(yùn)輸?shù)呢浳??？紤]到很難得到具體航空貨郵的價(jià)值量，這使得其經(jīng)濟(jì)損失很難估計(jì)。本文以航空公司的貨郵噸公里收入為標(biāo)準(zhǔn)，按照貨郵時(shí)間延誤確定潛在產(chǎn)生的貨郵周轉(zhuǎn)量，假定其經(jīng)濟(jì)損失與航空公司貨郵收入等同。以2006—2015年國(guó)航的貨郵噸公里收入作為標(biāo)準(zhǔn)，則2010年和2015年中國(guó)貨郵時(shí)間延誤經(jīng)濟(jì)損失分為10.0億元和11.5億元，如圖4所示。

3.3 航空公司經(jīng)濟(jì)損失

輪檔時(shí)間的增加迫使航空公司擴(kuò)大機(jī)隊(duì)和人員規(guī)模，提高員工工資成本支出，加大航空公司調(diào)度復(fù)雜程度，增加了航空公司油耗，因此，航空公司經(jīng)濟(jì)損失主要是由延誤增加帶來的成本增加。根據(jù)歷年機(jī)型的單位小時(shí)平均運(yùn)行成本，可以估算航空公司成本增加，以此作為航空公司的經(jīng)濟(jì)損失。以2014年為例，中國(guó)航班輪檔時(shí)間增加了51.5×104h，當(dāng)年在冊(cè)運(yùn)輸飛機(jī)年利用3 555 h，相當(dāng)于損失145架飛機(jī)的運(yùn)力。經(jīng)測(cè)算2010年和2015年，航空公司運(yùn)行延誤帶來的經(jīng)濟(jì)損失分別達(dá)到135.7億元和236.2億元，如圖4所示。

4 結(jié)語

本文根據(jù)航空運(yùn)輸分機(jī)型業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，在比較多種類型函數(shù)的前提下，采用對(duì)數(shù)函數(shù)建立了航班航程與航速之間的關(guān)系。選擇典型年份2005年、2010年和2015年，比較了2005年以來航班輪檔時(shí)間的變化。通過設(shè)定基準(zhǔn)年，測(cè)定了2005年以來飛機(jī)、旅客、貨郵的時(shí)間損失。根據(jù)相關(guān)活動(dòng)的時(shí)間價(jià)值，得到了2005年以來中國(guó)航班時(shí)間延誤損失。本文建立了測(cè)定中國(guó)航空運(yùn)輸輪檔時(shí)間延誤損失的方法，為完善中國(guó)民航運(yùn)輸延誤損失理論奠定了基礎(chǔ)。本文在未來仍會(huì)進(jìn)一步研究，包括延誤發(fā)生的具體階段、旅客和貨主的支付意愿等問題，同時(shí)結(jié)合航空運(yùn)行管理政策提出相關(guān)的改善政策建議。

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（責(zé)任編輯：劉智勇）

Study on delay cost of block time in China

WU Yongyan,YU Haiyang,HU Huaqing
（China Academy of Civil Aviation Science and Technology,Beijing 100028,China）

Since air delay is a current hotspot of social concern,it is necessary to accurately estimate flight delays and loss based on air traffic data.Logarithmic model is used to fit the relationship between speed and distance and the trend of flight time in China is drawn.With the relationship between speed and distance in 2005,flight delays of airlines,passengers,cargoes and mails are estimated.Based on the unit value of time-related activities,the flight delay cost is estimated.The delay costs of passengers,cargoes and mails,and airlines are respectively￥2.20 billion,￥1.15 billion and ￥23.60 billion in 2015.

block time;delay cost;air transport;logarithmic model

F560

：A

：1674-5590（2017）04-0058-04

2016-10-20；

：2016-12-16

：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（U1233129）

武勇彥（1983—），男，河南濮陽(yáng)人，助理研究員，博士，研究方向?yàn)槊窈揭?guī)劃.