成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈多機場輻射范圍研究

何 行,王 杰

(1.中國民用航空飛行學(xué)院 經(jīng)濟與管理學(xué)院,四川 廣漢 618307;2.中國民用航空飛行學(xué)院 機場學(xué)院,四川 廣漢 618307)

隨著我國區(qū)域經(jīng)濟和航空運輸業(yè)的快速發(fā)展,越來越多的地區(qū)都在規(guī)劃建設(shè)或改擴建機場,呈現(xiàn)出多機場共同承擔(dān)區(qū)域內(nèi)對外運輸?shù)男赂窬帧Ｃ總€民用運輸機場都有自己的航空客源和貨源,一些區(qū)域樞紐型機場的吸引力往往不再局限于所在城市,而是逐漸擴展到整個經(jīng)濟區(qū)域內(nèi)。因此,在我國當(dāng)前城市群、機場群建設(shè)背景下,合理、科學(xué)地統(tǒng)籌規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的機場布局,避免重復(fù)建設(shè),對準(zhǔn)確界定機場輻射范圍起著關(guān)鍵的作用。

以往研究中,在機場輻射范圍界定上,大多以機場所在城市行政區(qū)域界定,或是以機場為中心的半徑距離,衡量區(qū)域內(nèi)機場的空間格局[1]。本文所研究的機場輻射范圍并非指具有明確界限的地理區(qū)域,而是基于機場綜合競爭力的機場空間吸引強度范圍。國內(nèi)關(guān)于機場輻射范圍的測算研究中,陳思宇運用了城市斷裂點理論,測算雙流機場輻射范圍,進而分析機場發(fā)展?jié)摿2]。李強強提出了基于機場陸側(cè)交通距離的客流輻射區(qū)界定方法[3]。陳雨亭基于改進Wilson模型對長三角區(qū)域機場服務(wù)范圍進行測算,研究區(qū)域多機場競合關(guān)系[4]。劉學(xué)通過界定出雙流機場的輻射范圍,利用計量模型評價機場與區(qū)域發(fā)展的耦合協(xié)調(diào)水平[5]。國外對于機場輻射范圍的研究主要針對多機場旅客選擇行為分析,即機場所吸引的航空旅客的輻射范圍(catchment area)[6-7]?，F(xiàn)有的研究多考慮單個機場的輻射范圍,從單機場角度分析機場綜合競爭力,并不適用多個機場的情況,未考慮區(qū)域性機場之間的相互競爭關(guān)系。

成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈是中國西部最具競爭力的城市群,航空運輸在成渝地區(qū)與其他交通方式相比優(yōu)勢顯著,成渝地區(qū)多機場系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展,將積極推動與周邊城市及地區(qū)的交通聯(lián)絡(luò)和一體化發(fā)展,可為中國西部地區(qū)的經(jīng)濟社會發(fā)展帶來重要的機遇。因此,本文在借鑒前人研究成果的基礎(chǔ)上,從機場內(nèi)外部綜合選取機場輻射范圍的影響因子,更加準(zhǔn)確地反映區(qū)域內(nèi)各機場發(fā)展形態(tài),利用因子分析法求得成渝多機場系統(tǒng)中各機場的綜合競爭力;然后采用威爾遜模型計算成渝多機場系統(tǒng)中具有輻射力機場的輻射半徑;又考慮成渝地區(qū)周邊樞紐機場的競爭,運用斷裂點理論,測算出成都雙流和重慶江北兩座樞紐機場與周邊相鄰樞紐機場間的斷裂點,進而修正成渝多機場系統(tǒng)的輻射范圍。結(jié)合兩種方法對成渝地區(qū)多機場系統(tǒng)輻射范圍進行定量界定,從而指導(dǎo)成渝雙城經(jīng)濟圈內(nèi)城市機場的規(guī)劃建設(shè)。

1 成渝多機場系統(tǒng)

成渝地區(qū)是我國西部少有的經(jīng)濟相對發(fā)達、人口和城鎮(zhèn)分布密集、綜合實力較強的區(qū)域之一。習(xí)近平總書記于2020年提出,“推動成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈建設(shè),在西部形成高質(zhì)量發(fā)展的重要增長極”。《成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈綜合交通運輸發(fā)展規(guī)劃》中提到,推進成渝世界級機場群建設(shè),加快成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈綜合交通運輸體系高質(zhì)量發(fā)展。以成都、重慶國際航空樞紐為引領(lǐng),建設(shè)成渝世界級機場群,將有力支撐成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈建設(shè),成為全國高質(zhì)量發(fā)展的重要增長極和新的動力源。成渝雙城經(jīng)濟圈總面積18.5萬平方公里,目前已有11座民用運輸機場,區(qū)域機場密度達到每萬平方公里0.59座。未來還將推進重慶新機場、閬中、樂山、遂寧、廣安等機場規(guī)劃建設(shè)工作。

本研究選擇“多機場系統(tǒng)”來描述區(qū)域多機場的聚集現(xiàn)象。多機場系統(tǒng)指兩座或兩座以上地理位置鄰近的民用機場以一座或多座機場為核心的集聚系統(tǒng)[8]。成渝多機場系統(tǒng)是指在成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈建設(shè)背景下,以成都雙流(和成都天府)、重慶江北(和重慶新機場)為雙核樞紐機場,聚合綿陽南郊、宜賓五糧液、瀘州云龍、萬州五橋、達州河市、南充高坪、黔江武陵山和重慶巫山等中小機場的多機場系統(tǒng)。在成渝多機場系統(tǒng)中,飛行區(qū)等級為4F級有三座,分別為成都雙流、重慶江北和成都天府;4E級機場空缺,綿陽南郊機場為4D級,其余7座機場均為4C級。其中,成都天府機場在2021年通航,在輻射范圍計算時未納入成都天府國際機場。

2 模型介紹

本研究運用威爾遜模型和斷裂點理論對成渝多機場系統(tǒng)輻射范圍進行測算。

2.1 威爾遜模型

威爾遜模型是引力模型的延伸,但是,威爾遜模型與經(jīng)典引力模型相比,區(qū)域間的相互作用是隨距離變量指數(shù)衰減的,而不單單是與距離平方反比的關(guān)系。

根據(jù)陳雨亭等改進的威爾遜模型,在測算機場輻射范圍時,考慮民航市場的競合影響,調(diào)整了相關(guān)參數(shù)與輻射范圍的關(guān)系,使其更貼合區(qū)域多機場輻射問題的實際情況。機場k對區(qū)域j的資源吸引能力可用公式(1)表示:

Tjk=KOjDkSρjkexp(-βrjk)

(1)

其中,Tjk為機場k從區(qū)域j吸引到的資源量,Oj表示區(qū)域j實際供給的資源總量,Dk表示機場k實際得到的資源總量。Sρjk以區(qū)域j為源地,相對于其他目的地的機場k的可達性,表示目的地機場間的競合關(guān)系,ρ表示競合系數(shù),合作市場環(huán)境下ρ=1,競爭市場環(huán)境下ρ=-1;β為衰減因子,反映機場輻射強度隨距離衰減的快慢,β越大,衰減速度越快。rjk表示機場k與區(qū)域j之間的距離。K為系數(shù),通常令K=1。

(2)

這里T表示區(qū)域機場數(shù);D表示各機場所在城市的平均面積,由區(qū)域總面積除以區(qū)域城市個數(shù)得出;tmax為具有輻射功能的機場個數(shù)。簡化后的威爾遜模型為:

θ=FkSρkexp (-βrk)

(3)

θ是一個閥值(極限),當(dāng)機場對其他區(qū)域的輻射能力小于此閥值時,可以認為該機場對其他區(qū)域失去輻射作用。Fk表示具有輻射能力的機場民航資源強度,在眾多文獻與實踐應(yīng)用中,用機場的綜合因子得分來測度。對式(3)兩邊分別取對數(shù),得到機場k的輻射半徑:

(4)

2.2 斷裂點理論

斷裂點理論最初由康弗斯(P.D.Converse)提出,是關(guān)于城市與區(qū)域相互作用的一種理論,認為兩個區(qū)域之間的空間相互作用是雙向的,雙方的引力會在某一個位置達到平衡,即在該點引力值的大小相等,這個平衡點被稱作斷裂點(Breaking Point)。其公式為:

(5)

式(5)中:Di、Dj為相鄰機場i和j到斷裂點的歐式距離;dij、dji為兩個競爭民航機場i與j間的歐式距離;Qi、Qj分別為兩機場的規(guī)模。為能更好地反映機場發(fā)展水平與發(fā)展?jié)摿?通過構(gòu)建綜合評價體系對機場競爭力進行評價,以機場綜合因子得分代表機場規(guī)模,根據(jù)數(shù)值計算,求得相鄰機場i和j之間的斷裂點位置。

3 機場綜合競爭力指標(biāo)體系構(gòu)建

機場綜合競爭力是指在民航市場競爭中,機場利用內(nèi)外部資源,從顧客處實現(xiàn)價值,謀取利益,并在與其他機場競爭中發(fā)揮的綜合能力[9]。研究機場輻射范圍首先需要了解各個機場的相對綜合實力,構(gòu)建機場綜合競爭力評價體系是衡量機場綜合實力的前提。本文基于現(xiàn)有文獻的研究結(jié)果,并結(jié)合區(qū)域機場依托所在城市發(fā)展的特征,選取15個指標(biāo)構(gòu)建了衡量機場綜合競爭力的評價體系,見表1。

表1 機場綜合競爭力評價指標(biāo)體系

機場綜合競爭力通過機場綜合因子得分體現(xiàn),本文通過因子分析方法求解各機場的綜合因子得分。因子分析實質(zhì)目的是減少變量,即降維。經(jīng)過基礎(chǔ)演變,機場綜合因子得分如式(6)所示:

(6)

式中,Fk表示機場k的綜合因子得分,F1k表示機場k的第一公因子得分,F2k表示機場k的第二公因子得分,λ1與λ2則分別表示公因子F1與F2的權(quán)數(shù),由各公因子對應(yīng)的方差貢獻率作為權(quán)數(shù)。

4 成渝多機場輻射范圍測評

4.1 數(shù)據(jù)來源與說明

本研究所用數(shù)據(jù)來自中國民用航空局、各城市統(tǒng)計年鑒、各機場官網(wǎng)和2019年夏秋/秋冬航季國內(nèi)航空公司航班計劃表數(shù)據(jù)。由于新冠疫情的影響,2020—2022年部分指標(biāo)數(shù)據(jù)波動較大,故采用2019年的數(shù)據(jù)作為分析樣本。

機場運輸生產(chǎn)統(tǒng)計的三大核心指標(biāo)為旅客吞吐量、貨郵吞吐量和飛機起降架次;飛行區(qū)等級得分(按4F、4E、4D、4C分別打分為4、3、2、1分)、航站樓面積和機位數(shù)目體現(xiàn)機場在地面所能提供的民航服務(wù)水平;機場開通航線數(shù)目、通航機場數(shù)目和運營航空公司數(shù)目說明機場航空業(yè)務(wù)能力。設(shè)置以上9個指標(biāo)來衡量機場內(nèi)部運營狀況,反映機場的發(fā)展以及態(tài)勢。研究機場綜合競爭力,需考慮以機場為換乘地的地面交通的便捷性,因此,根據(jù)李強強[3]提出的機場陸側(cè)交通接駁方式,劃分為道路交通(公交車/機場大巴、出租車、自備車)和軌道交通(高鐵、地鐵/輕軌/磁懸浮),選取了接駁交通多樣性為評價指標(biāo)。此外,良好的經(jīng)濟發(fā)展環(huán)境,會拉動民航運輸?shù)男枨罅?民航運輸量的增長也會給城市經(jīng)濟發(fā)展帶來反饋。因此,選取了機場所依托城市的常住人口、GDP、第三產(chǎn)業(yè)比重、城鎮(zhèn)人均可支配收入和進出口總額5個指標(biāo)作為外部因素,反映城市的經(jīng)濟發(fā)展?jié)摿εc居民生活水平。

4.2 威爾遜模型測量機場輻射半徑

4.2.1 機場綜合因子參數(shù)計算

為了避免因樣本數(shù)量較少而無法計算出綜合因子得分的情況,故這里將四川省和重慶市總計19座機場都納入多元統(tǒng)計分析當(dāng)中。

在進行因子分析之前,首先運用SPSS26軟件對變量進行信度及效度檢驗。通過KMO(Kaiser-Meyer-Olkin)和Bartlett球形檢驗(Bartlett Text of Sphericity),判斷變量是否適合作因子分析。由表2可看出,檢驗得出KMO統(tǒng)計量為0.772,大于0.5,實例數(shù)據(jù)可進行因子分析。Bartlett球形檢驗給出的相伴概率為0.000,小于顯著性水平0.05,變量間存在相關(guān)性,認為適合做因子分析。綜合判斷本文所選取的數(shù)據(jù)適合作因子分析,具備統(tǒng)計學(xué)意義。

表2 KMO和Bartlett的檢驗

變量共同度(Communalities)表示各變量中所含原始信息被提取的公因子的程度。結(jié)果顯示,指標(biāo)的數(shù)值都在60%以上,公因子能夠解釋各變量。通過主成分分析法提取出兩個特征根大于1的因子作為主因子,其特征值之和占總特征的91.854%。其中第一個因子的貢獻率為84.388%,第二個因子的貢獻率為7.465%。選擇最大方差法對因子載荷矩陣進行旋轉(zhuǎn),得到旋轉(zhuǎn)后的因子分析結(jié)果,其特征值之和占總特征值仍為91.854%。

通過SPSS軟件自動計算各個機場的因子得分,變量顯示為F1和F2。權(quán)重是方差貢獻率,加總得出綜合因子(公式6),如表3所示?？梢钥闯?成都雙流機場、重慶江北機場、綿陽南郊機場綜合因子得分為正。將得分大于0的機場視為輻射能力較強的機場。因此,接下來對這3個機場的輻射半徑進行測算。

表3 成渝多機場中各機場綜合因子得分

4.2.2 機場輻射半徑計算

四川省和重慶市的土地面積總和約57萬平方公里,轄區(qū)內(nèi)有24個地級市(自治州/區(qū))。根據(jù)區(qū)域總面積和城市數(shù)量,求得D=23750km2,本文共選擇成渝地區(qū)的19個機場,故T=19;根據(jù)表3中機場綜合因子得分,得分大于0的機場具有輻射效應(yīng),所以tmax=3,根據(jù)式(2),最后計算出阻尼系數(shù)β=0.0231。

本文選取成渝地區(qū)綜合實力排名靠前的6個城市(成都、重慶、綿陽、瀘州、宜賓、萬州)作為成渝區(qū)域的旅客來源地,通過百度地圖測距工具測算地面距離cjm值。

表4 機場輻射半徑 (km)

在ρ=1、ρ=-1兩種情況下,將所得數(shù)值帶入公式4,即得到3個機場輻射半徑,如表4所示?？梢钥闯?在競爭性市場條件下(ρ=-1),各機場的輻射半徑更大。綿陽機場已經(jīng)全部被成都雙流機場所覆蓋;重慶江北機場與成都雙流機場的輻射范圍有小部分區(qū)域重疊。

4.3 斷裂點理論測量機場輻射范圍

4.3.1 參照機場選擇

根據(jù)城市斷裂點理論中“核心—邊緣”學(xué)說的觀點,斷裂點理論更適合測算較遠距離的機場之間的引力斷裂點,否則就會出現(xiàn)結(jié)果誤差[10]。而實際上,如果機場之間的距離超過某個閥值,那么參照機場就很可能被其他大型機場所輻射,從而影響測算結(jié)果的準(zhǔn)確性。機場的輻射能力具體體現(xiàn)在對其他機場的輻射帶動方面,而具有這種能力的機場一般都是樞紐機場。因此,在成渝多機場系統(tǒng)中,具有輻射帶動能力的只有成都雙流和重慶江北兩座樞紐機場,通過斷裂點理論來對兩座樞紐機場的輻射范圍進行修正。

首先選取與雙流機場存在競爭關(guān)系的昆明長水、西安咸陽、重慶江北、貴陽龍洞堡、拉薩貢嘎、西寧曹家堡和蘭州中川7座樞紐機場,以及與江北機場存在競爭關(guān)系的成都雙流、西安咸陽、武漢天河、長沙黃花、貴陽龍洞堡和昆明長水6座樞紐機場,作為兩座樞紐機場的參照機場。雙流機場和江北機場到各參照機場的航程均在1.5小時左右(除了雙流和江北之間)。測量兩兩機場之間的斷裂點,通過連接各個斷裂點,確定雙流機場和江北機場的輻射范圍。

4.3.2 機場綜合因子參數(shù)計算

該部分所研究的對象原本是雙流機場、江北機場及其參照機場間的轄射距離,為了避免因樣本數(shù)量較少而無法計算出綜合因子得分,故這里將2019年我國所有4E級和4F級機場都納入多元統(tǒng)計分析當(dāng)中。所以該部分共測算了33座機場(因數(shù)據(jù)原因去除了新疆烏魯木齊機場)。

通過SPSS軟件自動計算33座機場的因子得分。采用主成分分析法,提取了四個特征根大于0.8的因子作為主因子,其特征值之和占總特征的86.607%,說明4個公因子共同解釋86.607%的信息,丟失的信息非常少。其中第一個因子的貢獻率為59.179%,第二個因子的貢獻率為14.447%,第三個因子的貢獻率為7.299%,第四個因子的貢獻率為5.681%。旋轉(zhuǎn)后,總方差貢獻率無變化,因子分析效果理想。根據(jù)公式6求得各機場綜合因子得分,見表5?？紤]有部分得分為負數(shù),不便于進行后續(xù)的輻射距離測算,因此對綜合得分進行規(guī)范化處理使其全部為正[11],記為F′。

表5 機場綜合因子得分

4.3.3 引力斷裂點計算

根據(jù)公式5,Di、Dj為相鄰機場i和j到斷裂點的直線距離;dij、dji為兩個競爭民航機場i與j間的直線距離;Qi、Qj分別為兩機場的綜合得分,分別求得雙流機場和江北機場與各自參照機場間引力斷裂點,見表6。通過將各個斷裂點連接起來,能夠描繪出成都雙流和重慶江北兩座機場的大致輻射范圍,成都雙流機場和重慶江北機場分別已經(jīng)輻射整個四川省和重慶市。

表6 引力斷裂點計算結(jié)果

續(xù)表6 引力斷裂點計算結(jié)果

5 結(jié) 論

隨著區(qū)域經(jīng)濟一體化發(fā)展和機場密度的日益增加,區(qū)域多機場系統(tǒng)的形成與發(fā)展是機場業(yè)的必然趨勢。合理規(guī)劃、科學(xué)布局多機場系統(tǒng),不僅能促進航空運輸業(yè)的發(fā)展,更能有效帶動區(qū)域經(jīng)濟的繁榮。本文提出的威爾遜—斷裂點模型,對成渝多機場系統(tǒng)輻射范圍進行測算,得出以下結(jié)論:(1)機場綜合競爭力除了與自身設(shè)施建設(shè)和運營狀態(tài)有關(guān),還依賴于機場聯(lián)外交通和所依托城市的經(jīng)濟發(fā)展。(2)采用威爾遜模型分別得出了競爭型和合作型民航運輸市場下機場輻射范圍。在成渝多機場系統(tǒng)中,目前只有成都雙流、重慶江北和綿陽南郊3座機場具有較強輻射力,且在競爭性市場條件下,機場輻射范圍更大。成渝地區(qū)樞紐機場與中小型機場間兩極分化嚴重,缺少中間層級機場,成渝兩處核心樞紐機場的輻射帶動能力還不夠。(3)利用斷裂點理論,分別計算出成都雙流機場、重慶江北機場與周邊較大型樞紐機場間的各引力斷裂點,通過連接各個斷裂點可以界定出機場的大致輻射范圍,成都雙流機場和重慶江北機場已經(jīng)發(fā)展成為以整個四川省和重慶市為腹地,面向全川和全渝服務(wù)的大型門戶樞紐機場,從中可見兩座機場在成渝雙城經(jīng)濟圈中的重要核心地位。

由于使用威爾遜—斷裂點模型計算出來的輻射范圍邊界是模糊的,各機場間的輻射范圍主要體現(xiàn)其相對意義,應(yīng)用于區(qū)域內(nèi)各機場輻射強弱對比中具有一定的參考價值。因為涉及因素復(fù)雜,本方法沒有充分考慮乘客選擇偏好等因素影響,有待于在今后的研究中進一步探究完善。