考虑节点失效和边失效的航空网络鲁棒性

运用复杂网络方法,构建无向加权航空网络模型,在分析其拓扑结构特性的基础上,提出一种考虑节点失效和边失效的航空网络鲁棒性评价策略,评估在不同攻击策略下网络的鲁棒性.研究结果表明,中国航空网络可以归类为小世界网络,且度分布近似幂率分布,符合复杂网络基本特征.当网络中大部分节点(机场)或边(航线)随机失效时,中国航空网络仍可以保持连接,具有较强的鲁棒性,而在蓄意攻击下,少数节点或边失效就会导致网络迅速瘫痪,鲁棒性较弱,且加权节点介数和加权边介数攻击对网络的破坏力较强.     

基于复杂网络的欧洲航空公司网络特征分析

为探究区域层级的航线网络特征与演变,以汉莎航空和瑞安航空在欧盟区域内的航线网络为研究对象,运用复杂网络理论从航空公司角度构建航线网络模型,分析网络的拓扑结构特性,不仅对同一航空公司不同时期的网络结构变化进行纵向对比,而且对不同航司之间的网络特征进行横向对比.研究表明,两家航空公司的运营性质不同导致航线网络的发展变化上有明显差异,航线网络的度分布均服从幂律分布,无标度特性显著,机场覆盖范围都在扩大,相比之下瑞安航空的航线数和机场平均度更高,且注重提高对机场的使用率,而汉莎航空的紧密中心性和中间中心性都明显高于瑞安航空,个别枢纽机场对整个网络具有绝对的控制能力.     

多层航线聚合网络建模及相关性分析

为研究航空公司航线网络结构特征,基于复杂网络理论以机场为点,机场间的直通航线设边,建立由46个航空公司子网络聚合的多层航线网络模型,计算并分析其参数指标。结果表明:航空公司航线网络分布具有明显地域偏好性和较短平均路径长度;网络平均度与网络密度、聚集系数呈强正相关性,与平均路径长度有强负相关性;航线规模与网络直径无明显关系。聚合后的多层航线网络具有明显的小世界网络和无标度网络特性;节点度对网络指标影响最大,与网络中心性指标、介数呈强正相关,与点聚集系数和最短路径呈负相关性;介数与介数中心性具有强正相关,与特征向量有弱的负相关性;聚集系数与网络其他指标均呈负相关性;最短路径与网络接近中心性和特征向量中心性影响最大。     

基于复杂网络理论的中国城市航空网络有向加权分析

为了科学优化中国航空网络资源分配、测评特殊机场的重要地位,本文运用复杂网络理论,构建中国城市航空有向加权网络,探究其网络结构特征并以度中心性、介数中心性、入强度为指标进行节点重要性排序筛选国内重要机场节点。结果表明,中国城市航空网络的节点度值和边权值分布都具有异质性,是一个无标度网络;不同方法筛选出的重要机场节点基本一致,筛选结果为网络整体管控提供有效意见;ZWWW、ZYHB机场在介数中心性相对其他指标较高,在网络中具有重要的中转作用。     

基于重力模型的中国航空网络航线连接驱动力分析

航空网络的航线旅客流量,决定了机场间航线的连接.因此,引起OD流生成的经济社会因素就是航线连接的驱动力.依据重力模型的原理,先选择影响航线OD流量的机场城市经济社会因素,再通过灰色聚类方法,确定出了机场城市的第三产业产值、人均可支配收入和城镇人口是影响OD流量的根本因素;然后分别以这三个因子作为网络优先连接驱动因素,构建与中国实际航空网络规模相当的仿真网络,通过仿真网络和真实网络度值分布曲线对比,发现第三产业对航线连接驱动力最大,其次是人均可支配收入.     

全球航运网络鲁棒性和脆弱性研究

通过对全球航运网络节点度分布、度值相关性和节点度与介数相关性分析发现,度值大的节点优先与度值较大节点连接,度值大的节点介数也较大,因而度值较大的节点对网络影响程度较大.选择度值较大节点为优先攻击目标进行选择删除,随机生成节点序列作为出错目标进行随机删除,进而研究在出错和攻击情况下,全球航运网络聚集系数、平均距离、孤立节点比率和网络效率的变化情况.通过分析发现全球航运网络具有较好的鲁棒性,但网络较脆弱.     

基于复杂网络的中国四大机场群多极航线网络结构特征分析

为了科学优化我国机场群航线网络发展布局,以京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝双城经济圈四大世界级机场群作为研究对象,基于复杂网络分析方法构建了机场群航线客运网络模型,测度航线网络结构的基本特征指标、中心性指标以及机场群成员间相似系数。结果表明：四大机场群航线网络均具有小世界网络和无标度特征;网络中心化程度较高,具有紧密集中趋势,机场间航线分配不均匀,通达性差异大,枢纽机场控制作用突出;长三角机场群成员间航线同质化特征显著,明显高于其他三个机场群。     

基于动态博弈的补贴模式对机场群航线网络结构的影响研究

为探讨不同补贴模式对机场群航线网络结构的影响，本文构建了关于机场、航空公司和乘客之间的动态博弈模型，通过逆向归纳法得到了纳什均衡条件. 研究结果发现：（1）不同的补贴模式对多机场航线网络结构产生重要影响，低补贴模式促使机场群倾向于形成点对点航线网络结构，反之，在高补贴模式下机场群易于形成枢纽辐射航线网络； （2）在较低的空铁联运总运营成本环境下，补贴竞争使得航空公司倾向于选择系统内的大型机场作为枢纽机场；反之，如果空铁联运总运营成本相对较高，补贴竞争使得航空公司倾向于选择小机场作为枢纽节点； （3）随航班固定成本和空铁联运总运营成本的增大，大型机场作为枢纽节点的概率逐渐减少，而小机场被选为枢纽节点的概率将逐渐增大. 随着机场群内大型机场腹地服务人口比例的增大，航空公司选择点对点航线网络的概率在减小. 研究结论能够为民航管理部门科学制定和应用航线补贴政策提供决策依据.     

中国客运航线网络结构特性与抗毁性

通过复杂网络理论对全国航线网络进行了研究。以度分布、聚类系数、平均路径长度和节点重要性指标等为依据,分析中国航线网络的基本性质以及近年来的演化,得到航线网络的变化特点。在此基础上探讨网络结构的抗毁性,由最大连通子图节点比例指标可以明显看出介数排序攻击的效果更好,更能反映整个网络的连通状况和网络性能。最后,将Louvain算法应用于中国航线网络结构的划分,结果显示结构划分与地域有明显关系。     

粤港澳大湾区机场群航线网络特征分析

针对粤港澳大湾区机场群空域资源紧张问题,通过建立粤港澳大湾区机场群的航线网络模型,运用复杂网络分析方法,计算出航线网络模型的各种统计指标,对机场以及机场群的航线网络进行分析研究。结果表明:广州白云机场和香港国际机场在粤港澳大湾区机场群内地位逐渐突出;机场群向外辐射的国内航线网络存在区域性分布不均;机场群的国内航线网络具有小世界特性以及无标度特性等。     

基于巢式Logit模型的机场吞吐量预测方法

在中小机场吞吐量预测方法中首次引入了巢式Logit模型（NL）。并以无锡机场旅客吞吐量为实例,将预测结果与其他预测方法的结果进行比较,得出了对中小机场进行预测时,使用巢式Logit模型由于综合考虑了机场所在地经济社会的发展现状,机场的服务能力以及周边机场的竞争影响因素,所以预测结果的相对误差较小,并可以从计算过程中得到机场可能的客流量组成和地区客流量走向。     

京津冀地区民用机场交通可达性及其与人口密度的关系研究

京津冀机场群协同发展是京津冀一体化的重要组成部分,机场交通可达性研究是明晰机场服务范围,促进机场协调发展的重要手段。分析机场可达性与人口布局的关系,对京津冀地区机场协调发展具有重要的理论和实践意义。研究运用成本栅格加权距离算法,在GIS支持下,计算京津冀地区民用机场的交通可达性,并分析其空间分异特征,进而探讨京津冀地区交通可达性与人口密度分布的关系,揭示京津冀不同区域和不同小时圈中机场可达性与人口布局的内在机制,为区域机场协调发展、促进京津冀地区机场合理规划提供科学依据。研究表明,京津冀地区机场可达性呈现南高北低、东高西低、中间地区强于边缘地区的趋势。机场可达性与人口密度具有明显的相关性。随着机场可达性百分比的增加,人口密度百分比成减小的趋势,相关系数达-0.73(P0.01),这种负相关关系可以通过幂指数的方程来定量表达;1.5小时圈是目前京津冀地区机场可达性与人口布局产生作用的最远距离,反映了机场服务范围与人口分布的关系;北京、天津和河北省三地,机场可达性与人口布局的相关性差异显著;北京和河北省地区的机场可达性与人口分布的主要作用圈在1~1.5 h圈;天津地区的主要作用圈在0.5~1 h圈,主要与城市规划和机场布局相关。在未来的机场规划中,新建机场应在1.5 h圈范围以外,同时考虑区域的人口密度状况。     

高密度机场空中交通运行特性分析

为准确把握高密度机场空中交通运行规律,有效支撑航空运输建模、仿真、分析与实验等工作,亟需对其交通运行涉及的诸多特性进行科学分析。采用总量分析、概率统计、假设检验、包络分析、相关分析、聚类分析等理论方法,对高密度机场的交通计数分布特性、交通运行时间特性、进离场互适应特性、交通运行相关性、场面交通拥堵特性等进行了系统和全面地分析。上海浦东国际机场实例研究表明,单位时间内跑道/停机位的进场流和离场流计数服从泊松分布,滑行延误时间和无阻碍滑行时间分别服从对数正态分布和正态分布,进离场交通流之间存在明显的耦合作用关系,场面滑行时间与离场累计流量、进场累计流量、起飞队列长度、降落队列长度之间存在显著的线性相关关系。在此基础上,对机场场面拥堵等级及各关键指标临界值进行了分类识别与计算分析。所提方法对任意机场系统均具有普适性,可为机场运行管理和空中交通管理提供理论依据和建模参考。     

基于数据包网络分析法和TOBIT模型的机场客运效率修正评估方法

以2008—2019年京津冀区域的9个机场为例,探索基于三阶段数据包网络分析法(data envelopment analysis, DEA)和TOBIT模型的高铁影响下机场客运效率修正评估方法,采用Banker-Charnes-Cooper(BCC)模型在第一阶段直接评估城市经济结构输入变量对机场客运综合技术、纯技术和规模3个效率的影响,采用随机前沿法(stochastic frontier approach, SFA)回归分析模型在第二阶段剔除高铁环境变量对输入变量的影响,再次运用BCC模型在第三阶段根据调整后的输入变量重新修正机场客运效率,运用TOBIT模型回归分析输入变量与修正后机场客运效率间的关系。研究表明：除了首都机场之外,大部分机场在多数年份的机场客运效率不足;各个机场在不同年度的客运效率变化趋势各具特色,如滨海机场总体趋势上升,首都机场反复波动趋于效率均衡;考虑高铁对民航影响后,各个机场在不同年度的第一和第3阶段客运3个效率之间呈现相同、增加、减少或保持微变,如2009—2011年首都机场保持不变。     

基于复杂网络的多机场航班延误传播分析

为了研究多机场间航班延误的传播机理,将机场作为节点,航线作为边构成复杂网络。通过分析传染病传播过程与机场间航班延误传播过程的相似性,借鉴经典传染病传播模型(SIR)的思想,并考虑不同机场间延误传播的差异,提出机场重要度的概念,构建了多机场航班延误传播模型。对多机场航班延误传播过程的仿真结果表明:在多机场网络中,初始延误机场不同以及机场重要度不同,延误传播效果不同,但延误传播规律保持不变。对网络中重要机场进行相应管控会使发生延误的机场数量峰值下降,且按照介数值确定需进行管控的重要机场,网络中发生延误机场数量峰值下降率最大。可见,该模型可以客观反映多机场间航班延误传播的动态过程和变化规律,并可为延误的预防和恢复提供理论依据。     

海上丝绸之路东南亚航运网络的复杂性分析

为推进海上丝绸之路战略的建设, 构建海上丝绸之路东南亚航运网络数据平台, 基于复杂网络理论的方法, 从节点的度及度中心性、接近度中心性和中介中心性等方面分析了海上丝绸之路东南亚航运网络特征. 结果表明: 海上丝绸之路东南亚航运网络具有较大的平均集聚系数和较小的平均路径长度, 度分布近似符合幂指数分布规律. 该网络具有小世界特性和无标度特性, 符合复杂网络特征. 在东南亚沿线港口中, 新加坡港、巴生港、丹戎帕拉帕斯港等港口的度及度中心性、接近度中心性和中介中心性值较大. 这些港口对于中国在“一带一路”中建设核心港口群具有重要的参考意义.     

拟建支线机场通航可行性论证方法

为论证拟建支线机场通航年是否有充足客源,从航空旅客吞吐量的角度提出了一种系统的论证方法。比选已有拟建机场旅客吞吐量预测方法,采用基于快速聚类分析的航空分担率模型进行航空分担率预测;在此基础上,结合综合交通客运量预测出通航年机场旅客吞吐量,对比近年来中国新通航支线机场通航年旅客吞吐量占当年全国航空旅客吞吐量的比重,拟建支线机场所占比重不低于已通航机场所占比重的最低水平即可通航;将该方法应用于石嘴山市拟建支线机场通航年客运分析。应用表明:基于通航年旅客吞吐量预测的方法,可以很好地论证拟建支线机场通航的可行性。     

通用机场体系地理空间结构形态

通用机场是通用航空活动的重要载体,研究其空间结构形态对通用航空的发展具有重要意义.利用威尔逊模型和ArcGIS的空间分析工具,从区域通用航空资源强度、通用机场综合能力及吸引力三个方面对美国西南地区通用机场体系地理空间结构进行细致探析.研究发现:通用航空资源强度东部高于西部,这与人口经济、自然资源、农林分布相一致;基于综合能力的通用机场核心-边缘状分布格局较为明显,呈现俱乐部趋同现象;基于吸引力的通用机场集聚程度高,空间分布不均匀,主要集中在大都市区、人口密集区、大都市连绵区及墨西哥湾沿岸工业区;通用机场的分布与地区市场需求表现一致,以经济和人口为依托,大都市区的通用机场航空活动量明显高于其他区域.