中国城市航空能力预测模型，本文主要内容关键词为：中国论文,模型论文,航空论文,能力论文,城市论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
引言
为得到中国城市航空能力分析预测模型，研究工作计划分为两个步骤进行：首先，根据中国现有机场的月度旅客吞吐量数据（记作数据集A）概括每个机场旅客吞吐量的特征；然后，分析第一步中概括出的机场旅客吞吐量的特征和机场所在城市的诸如社会发展能力、经济发展能力、旅游吸引能力、社会价值和综合交通能力之间的关系（记作数据B）。
数据集A中的机场月度旅客吞吐量是时间序列数据。以其中的乌鲁木齐机场为例，它的月度旅客吞吐量的变化图形如图1（纵轴表示月度旅客吞吐量取对数后的值）。可以从图1中看出乌鲁木齐机场月度旅客吞吐量的变化有较为明显的趋势特征和周期特征。
图1 乌鲁木齐月度旅客吞吐量对数变化图
在时间序列分析方法中，研究有趋势变化和周期变化时间序列的方法有季节叠加趋势模型和季节交乘趋势模型。然而图2表明无论是季节叠加趋势模型还是季节交乘趋势模型都可能是不合适的，为什么呢？从图2可以看出上面的4条折线（7月、8月、9月和10月）和变化趋势和下面的8条折线从1995年到2003年的变化趋势有较为明显的差异。
图2 乌鲁木齐12月的旅客吞吐量对数变化图
所以接下将对机场旅客吞吐量12个月的变化分别作分析。本文将对1月份机场旅客吞吐量在1995年到2003年的变化特征做出概括，并分析1月份机场旅客吞吐量的变化特征和机场所在城市的社会发展能力、经济发展能力、旅游吸引能力、社会价值和综合交通能力之间的关系。
一、数据说明与探索性分析
本文分析的机场月度旅客吞吐量是始于1995年，止于2003年。这些数据除去一些明显的错误后，共涉及160个机场。这160个机场的1月份旅客吞吐量数据中有较为严重的缺失。造成缺失的原因主要有三个：第一，机场可能建于1995年后，所以前面的年份没有数据；第二，机场可能于1995年后的某年开始停飞，所以后面的年份没有数据；第三，机场可能在1995年到2003年期间的某几年处于维修状态，所以中间的某些年份没有数据。下面的分析将去掉1995年和2003年没有数据的机场。去掉的机场有两类：一类为1995年后的某年开始停飞，停飞为飞机乘客较少而致；一类为新建机场。这两类机场的旅客吞吐量的变化特征与其他的机场吞吐量的变化特征可能是有较大差异，所以去掉。这样共剩余88个机场。为了较为全面的考察这些机场旅客吞吐量从1995年和2003年的变化，从这88个城市中去掉1999年没有数据的5个机场。
可以从图3观察这83个机场从1995年到2003年1月份的旅客吞吐量取对数后的变化。
图3 83个机场1月份旅客吞吐量取对数后变化图
（横坐标加1994即为年份）
图中共有83条折线，代表83个机场从1995年到2003年1月份的旅客吞吐量取对数后的变化。可以看出除几个机场的变化有较大的振荡外，其他机场在9年的变化都较为平缓。上面的折线的变化较为平缓，主要是因为把83个机场画在一个图中的缘故，如果仅仅看一个机场，例如银川机场（图4）。
图4 银川机场1月份旅客吞吐量取对数后变化图
（横坐标为年份）
为了更好的理解，考虑对第i个机场的旅客吞吐量的对数值用如下的模型拟合
其中
表示第i个机场的旅客吞吐量的对数值。这里把时间进行了平移，把2003年移动到0点，1995年对应移动到-8。模型假定从1995年到1999年，旅客吞吐量的对数值的期望以速率
线性增加，从1999年到2003年，旅客吞吐量的对数值的期望以速率
线性增加，到2003年，旅客吞吐量对数值的期望增加到
。
对应银川机场，可以采用最小二乘法估计出
，并计算出从1995年开始到2003年旅客吞吐量对数值的拟合值。以上的做法有两个目的：第一是可以机场的吞吐量很容易受到一些突发因素的干扰，用模型可以使得其变化较为光滑；第二是可以用较少的参数（3个）概括机场的吞吐量的变化。这样就可以得到83个机场对应的回归方程，这时候需要排除这样两类机场：第一类为回归方程拟合欠佳的机场，如图3中位于图下方的那些具有较大振荡的机场；第二类为机场吞吐量变化较为奇怪的机场，例如湛江，机场吞吐量从1995年到2003年一直在下降。之后，剩余48个机场，可以得到48组估计。然后可以分别看48个
（共3组）的大小是否有规律，也就是看它们和机场所在城市的社会发展能力、经济发展能力、旅游吸引能力、社会价值和综合交通能力之间是否存在某种关系。
因为旅游吸引能力和综合交通能力不好度量（缺少旅游人数的数据和反映综合交通能力的数据），所以考虑以下四组数据：
第一组：2002年人口总数（万人）的对数(LPOP1)，1999年到2002年人口总数（万人）的对数的增量(LPV1)，1995年到1999年人口总数（万人）的对数的增量(LPV2)；
第二组：2002年职工平均工资（元）的对数(LWAGE1)，1999年到2002年职工平均工资（元）的对数的增量(LWV1)，1995年到1999年职工平均工资（元）的对数的增量(LWV2)；
第三组：2002年人均CDP（元）的对数(LAGDP1)，1999年到2002年人均GDP（元）的对数的增量(LAGV1)，1995年到1999年人均GDP（元）的对数的增量(LAGV2)；
第四组：2002年地方财政预算内收入（万元）的对数(LFINA1)，1999年到2002年地方财政预算内收入（万元）的对数的增量(LFV1)，1995年到1999年地方财政预算内收入（万元）的对数的增量(LFV2)。
首先考虑48个
和所在城市的2002年人口总数（万人）的对数(LPOP1)，2002年职工平均工资（元）的对数(LWAGE1)，2002年人均GDP（元）的对数(LAGDP1)，2002年地方财政预算内收入（万元）的对数(LFINA1)间的关系。经作图观察随着上述变量值的增大，增大。其次考虑48个
和所在城市1999年到2002年人口总数（万人）的对数的增量(LPV1)，1999年到2002年职工平均工资（元）的对数的增量(LWV1)，1999年到2002年人均GDP（元）的对数的增量(LAGV1)，1999年到2002年地方财政预算内收入（万元）的对数的增量(LFV1)间的关系，经作图观察可以看出48个和所在城市1999年到2002年人口总数（万人）的对数的增量(LPV1)，1999年到2002年职工平均工资（元）的对数的增量(LWV1)，1999年到2002年人均GDP（元）的对数的增量(LAGV1)，1999年到2002年地方财政预算内收入（万元）的对数的增量(LFV1)间并没有很明显的关系。48个
和所在城市1995年到1999年人口总数（万人）的对数的增量(LPV2)，1995年到1999年职工平均工资（元）的对数的增量(LWV2)，1995年到1999年人均GDP（元）的对数的增量(LAGV2)，1995年到1999年地方财政预算内收入（万元）的对数的增量(LFV2)间并没有很明显的关系同上。
上面的分析（1月份）可以看出机场旅客吞吐量固定到某一年，其大小与所在城市的规模、经济水平相关，但是机场旅客吞吐量的变化并没有很好的规律可循。
二、模型分析
根据前面的探索性分析，考虑如下的分层模型：
第一层为：
估计出模型后，模型有两个用途：第一，根据模型的第二层，对于未建机场的城市可以根据该城市的人口数和职工平均工资来预测如果在该城市建立机场，对应到2003年每个月会有多大的旅客吞吐量；第二，根据模型的第一层，对现有的机场未来的旅客吞吐量作预测。
（一）未建机场的城市旅客吞吐量预测
对于未建机场的城市可以根据该城市的人口数和职工平均工资来预测如果在该城市建立机场，用LPOP1记2002年人口总数（万人）的对数，LWAGE1记2002年职工平均工资（元）的对数，采用预测模型即可预测对应到2003年每个月的旅客吞吐量的对数有多大。
（二）现有机场旅客吞吐量未来预测
对于现有的第i个机场旅客吞吐量未来做预测，是假定未来明年12个月机场旅客吞吐量对数值以从1999年到2003年，旅客吞吐量的对数值期望的速率线性增加。可以估计出12个月，现有的第i个机场的估计。限于篇幅，仅给出1月份的估计。
