新辟國(guó)際航線市場(chǎng)旅客需求預(yù)測(cè)?

汪 琦 彭 怡 王 慧

（南京航空航天大學(xué) 南京 211100）

1 引言

我國(guó)國(guó)際航空市場(chǎng)持續(xù)快速發(fā)展，民航總局表明將會(huì)一直堅(jiān)持市場(chǎng)開放政策，鼓勵(lì)國(guó)際航空運(yùn)輸發(fā)展，促進(jìn)航空運(yùn)輸自由化。中國(guó)航空市場(chǎng)未來(lái)的發(fā)展勢(shì)頭依然旺盛，新辟國(guó)際航線勢(shì)在必行。

航線是航空公司的重要資源，而國(guó)際新航線的開辟與否需要考慮很多影響因素。目前國(guó)內(nèi)外研究多集中在已開航線需求預(yù)測(cè)上，針對(duì)新辟航線的相關(guān)研究相對(duì)不多且基本采用定性方法。關(guān)于航線宏觀需求總量預(yù)測(cè)多采用計(jì)量模型或引力模型進(jìn)行預(yù)測(cè)。如王晶［2］通過(guò)線性回歸相關(guān)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)；都業(yè)富［3］則相對(duì)全面介紹了多種模型預(yù)測(cè)方法；TOBIAS Grosche等［10］提出的兩種城市對(duì)間客運(yùn)量估算引力模型。關(guān)于微觀需求所占比例，通常采用多項(xiàng)式Logit 模型，如Gregory M Coldren，F(xiàn)rank S Koppelman［11］介紹了在給定起止地點(diǎn)總出行人次的前提下，將出行人次分配給航空、公路等各種運(yùn)輸方式中，從而預(yù)測(cè)出每種出行方式的出行人次的方法。

由于無(wú)法正確有效地預(yù)測(cè)航線需求，目前國(guó)內(nèi)航空公司判斷航線是否開辟的方法仍采用成本高昂的試運(yùn)行方法。隨著出境消費(fèi)群體的不斷增加，機(jī)場(chǎng)保障能力的不斷提高，國(guó)際航線市場(chǎng)也在快速發(fā)展。因此，結(jié)合國(guó)際航空市場(chǎng)特點(diǎn)，合理預(yù)測(cè)新航線的市場(chǎng)需求，將為航空公司判斷開通航線的決策提供參考和幫助。

2 新辟國(guó)際航線需求預(yù)測(cè)模型構(gòu)建

2.1 Logit模型

Logit模型是一種離散選擇法模型［5］，能便捷地求解出不同選擇方案在新的環(huán)境條件下可能被選擇的概率。根據(jù)隨機(jī)效用理論，旅客最終選擇適合自己方案的依據(jù)是根據(jù)當(dāng)時(shí)的特定的條件，選擇對(duì)于旅客來(lái)說(shuō)產(chǎn)生效用最大的方案。

假設(shè)效用Vin與其特性向量Xink（即旅客n選擇的第i個(gè)方案中所包含的第k個(gè)特性變量）線性相關(guān)，則函數(shù)表達(dá)式為

其中K則為特性變量的個(gè)數(shù)；α為常數(shù)項(xiàng)；βk為表示第k個(gè)特性向量Xink對(duì)效用影響程度的系數(shù)。

將旅客出行選擇方案分為兩種：1（選擇中轉(zhuǎn)）和2（選擇直達(dá)），用二項(xiàng)Logit模型對(duì)選擇方案進(jìn)行描述。旅客n選擇方案1（選擇中轉(zhuǎn)）的概率可表示為

則旅客n選擇方案2（選擇直達(dá)）的概率可表示為P2n=1-P1n。

2.2 引力模型

引力定律［10］其基本原理是區(qū)域間的客貨流量的存在是兩個(gè)區(qū)域不斷吸引、排斥造成的結(jié)果，其客流量的大小與兩區(qū)域的吸引力呈正比，與區(qū)域間的距離呈反比。人們前往目的地的需求一般是為了滿足對(duì)于某種特定的商品或服務(wù)的需求，根據(jù)出行目的不同可分為兩種：私人訪問(wèn)主要考慮人均收入水平、人口和城市間距離；商務(wù)旅行多與人口、經(jīng)濟(jì)水平相關(guān)。

根據(jù)上述分析初步建立函數(shù)：

其中Vij為i到j(luò)的訪問(wèn)人次；Y是出發(fā)地、目的地的人均地區(qū)生產(chǎn)總值；P是出發(fā)地、目的地的人口；D是航線距離；K是校準(zhǔn)常數(shù)；a、b、c、d、e分別是Y、P、D的彈性值。

2.3 需求預(yù)測(cè)模型構(gòu)建

假設(shè)在城市A 與城市B 之間無(wú)直接交通方式（新辟國(guó)際航線一般不考慮高鐵、公路等交通方式競(jìng)爭(zhēng)），構(gòu)建AB 航線產(chǎn)生的需求主要可分為兩種：城市間直接需求，即AB 城市間產(chǎn)生的直接旅客需求，其本身存在只是在航線開辟前只能選擇中轉(zhuǎn)方案。城市中轉(zhuǎn)需求，即通過(guò)AB 航線能夠更加方便中轉(zhuǎn)的旅客需求，這部分需求主要來(lái)源于航線網(wǎng)絡(luò)上其他航線的需求分流而來(lái)。

需求預(yù)測(cè)模型主要構(gòu)建思路為利用多項(xiàng)Logit模型求出旅客航空出行時(shí)選擇中轉(zhuǎn)或直達(dá)航班的概率，引力模型計(jì)算求出AB 城市間可能存在的往來(lái)需求，分別計(jì)算城市間直接需求和中轉(zhuǎn)需求相加得航線需求。

3 參數(shù)估計(jì)

本文選擇于2016年12月開辟的南京溫哥華航線為新辟航線進(jìn)行觀測(cè)。南京悉尼航線與其目的城市均為旅游、留學(xué)的熱門城市，兩條航線的航程接近分別為8043km、9125km。通過(guò)對(duì)比分析，本文認(rèn)為兩條航線較為相似，因而假定兩條航線的參數(shù)相同。

3.1 數(shù)據(jù)收集與處理

1）NKGSYD航線中轉(zhuǎn)、直達(dá)概率

參考應(yīng)用Logit 模型建模旅客航線選擇行為［8］中分析選擇出了對(duì)旅客直飛、中轉(zhuǎn)選擇行為影響較大的變量，綜合考量可量化等條件，通過(guò)OAG 數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)年鑒等資料整理可得。

2）國(guó)際旅客中轉(zhuǎn)、直達(dá)概率

從出入境人數(shù)、國(guó)際航線條數(shù)以及出境支出和入境收入幾個(gè)方面進(jìn)行考慮，數(shù)據(jù)收集情況如表2所示。

表1 NKGSYD航線Logit模型數(shù)據(jù)

表2 國(guó)際旅客對(duì)中轉(zhuǎn)、直達(dá)概率影響因素?cái)?shù)據(jù)表

3）引力模型

在2.2節(jié)中已通過(guò)分析明確了引力模型主要考慮人均地區(qū)生產(chǎn)總值、人口以及航線距離，通過(guò)OAG數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)年鑒等資料整理可得表3。

表3 NKGSYD航線引力模型數(shù)據(jù)

3.2 參數(shù)估計(jì)

由于航線每年真實(shí)需求獲取存在難度，且本文模型計(jì)算得出的結(jié)果為兩城市間的往來(lái)需求，具有雙向性。因此在下文參數(shù)估計(jì)中，首先假定每年航班客座率相同，使用OAG 數(shù)據(jù)中提供的總座位數(shù)代替航班需求，但由于航班需求具有方向性，只能代表單一方向的旅客需求，所以本文將在此基礎(chǔ)上除以旅客出境人數(shù)比例用以表示航線需求。航班每年提供的總座位數(shù)經(jīng)整理如表4所示。

表4 NKGSYD航線需求

根據(jù)上文分析，最終可確定函數(shù)表達(dá)式為

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，從而得出參數(shù)具體值。對(duì)參數(shù)進(jìn)行分析得出，K約為63693，為模型的校準(zhǔn)常數(shù)；Y、P、D的彈性值a,b,c,d,e分別約為0.072、0.089、0.003、0.003、0.032，由此可以看出出發(fā)地、目的地的人均地區(qū)生產(chǎn)總值和航線距離對(duì)航空運(yùn)輸需求的影響較大，而出發(fā)地、目的地的人口則相對(duì)較?。恢边_(dá)航班頻率、直達(dá)航班航程、性別、收入的相關(guān)系數(shù)分別為0.008、-0.008、-0.043、0.038，由此可以看出直達(dá)航班頻率、收入水平與航空運(yùn)輸需求呈正相關(guān)，而直達(dá)航班航程與性別比呈負(fù)相關(guān)；艙位等級(jí)、年齡的相關(guān)系數(shù)分別為9.217e-05、2.812e-06，遠(yuǎn)小于其他系數(shù)，可初步認(rèn)為該變量對(duì)航空運(yùn)輸需求的影響不大；出入境人數(shù)、國(guó)際航線條數(shù)以及出境支出和入境收入的相關(guān)系數(shù)分別為0.003、0.002、0.053、0.007、0.006，可以看出國(guó)際航線條數(shù)以及出入境消費(fèi)對(duì)航空運(yùn)輸需求的影響較大，而出入境人數(shù)影響則相對(duì)較小。

4 NKGYVR需求預(yù)測(cè)

參考3.1 節(jié)模型參數(shù)估計(jì)時(shí)所需數(shù)據(jù)，通過(guò)OAG 數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)年鑒等資料整理可得NKGYVR 相關(guān)數(shù)。使用殘差分析法，對(duì)模型值和實(shí)際值的誤差一一進(jìn)行對(duì)比分析檢驗(yàn)，判斷模型的正確與否，并確定該模型的精度。需求預(yù)測(cè)結(jié)果保留整數(shù)，與實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行殘差分析，各項(xiàng)序列值分別如表5所示。

表5 預(yù)測(cè)結(jié)果殘差分析

通過(guò)預(yù)測(cè)結(jié)果的殘差分析可以看出，本預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)精度相對(duì)較好：預(yù)測(cè)的相對(duì)誤差較小，平均模擬相對(duì)誤差為3.131%。

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于航空公司來(lái)說(shuō)，航線是其重要的資源。目前我國(guó)國(guó)際航空市場(chǎng)發(fā)展迅速，國(guó)際新航線的開辟勢(shì)在必行，但其需要考慮的因素很多。而航空公司依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行“試運(yùn)行”的做法，成本太過(guò)巨大往往得不償失。因此，建立一個(gè)準(zhǔn)確可靠的定量預(yù)測(cè)方法將對(duì)航空公司的決策提供重要幫助。

本文通過(guò)大量查閱有關(guān)航線需求預(yù)測(cè)的相關(guān)文獻(xiàn)，歸納總結(jié)目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)這一課題的研究現(xiàn)狀；明確新辟國(guó)際航線市場(chǎng)旅客需求的組成部分，將Logit 模型與引力模型相結(jié)合，建立國(guó)際航線市場(chǎng)旅客需求預(yù)測(cè)模型；利用東航NKGSYD航線對(duì)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，并對(duì)NKGYVR 航線需求進(jìn)行預(yù)測(cè)，經(jīng)過(guò)實(shí)例計(jì)算部分研究驗(yàn)證表明：該模型對(duì)于新辟國(guó)際航線市場(chǎng)旅客需求預(yù)測(cè)具有一定的實(shí)際參考意義。