科學預測，準確布局

楊寧燕

摘 要：本文將在歷史數據的基礎上，綜合考慮各種因素，采用多種方法對咸陽機場目標年的飛行流量進行預測，以期達到可對比參考的預測結果。

關鍵詞：西安咸陽機場；飛行流量；數據統計；預測

分析預測，我國民航高速增長期有望延續到2030年左右，其中，“十三五”時期我國航空運輸需求總體增長在10%-15%之間。自從國家實施西部大開發戰略以來，作為西部民航重要組成部分的西安咸陽國際機場，戰略布局為“打造成為國家中心門戶樞紐龍頭，構建輻射西北、連接全國、通達世界的航空運輸網絡體系，建設四通八達的空中絲綢之路”，因此，綜合考慮國家戰略、地區經濟、民航發展規律等客觀因素科學預測西安咸陽機場未來飛行流量，對于西北地區民航的整體發展具有重要的前瞻意義。

一、西安咸陽機場流量統計及分析

西安/咸陽機場流量2000年、2005年、2010年、2015年的原始數據分別為：51341、100360、166153、261176架次，根據歷史數據可得出如下結論：西安/咸陽機場流量，“十一五”期間的年均增長率（小于）“十五”期間的年均增長率；近5年的年均增長率（小于）“十一五”期間的年均增長率； “十二五”的年均增長率相對“十一五”期間的年均增長率有（增長）趨勢；觀察近5年的年均增長率、2001年到2015年共15年期間的年均增長率，估計“十三五”期間的年均增長率在9.5%～12.5%范圍內。

二、預測原理及方法選擇

（一）預測方法分析

空中交通流量的影響因素眾多，因而在預測方法選擇時，將主要以預測對象的空中交通流量歷史統計數據形成的時間序列加以預測，即基于流量時間序列的趨勢外推類方法，如灰色預測法，指數趨勢預測法；這些預測方法中，在誤差精度允許范圍內，其預測趨勢有高、中、低三種增長趨勢，因此在方法選擇時，應兼顧選擇三種趨勢的預測方法數目，最后進行組合（如算術平均）得到預測結果。下面將要對如上所述的基于流量時間序列的趨勢外推類預測方法、基于現有流量數據的幾何平均系數預測法以及基于流量主要影響因素的因果分析類預測方法分別進行簡要概述。1）灰色預測方法。灰色系統分析方法是通過鑒別系統因素之間發展趨勢的相似或相異程度，即進行關聯度分析，可以用它來建立相應的微分方程模型，從而預測事物未來的發展趨勢和未來狀態，即進行所謂的灰色預測。灰色預測不是把觀測到的數據序列視為一個隨機過程，而是看作隨時間變化的灰色量或灰色過程，通過累加生成和累減生成逐步使灰色量白化，從而確定參數并建立相應于微分方程解的模型并做出預報，適用于對某些大系統和長期預測問題。灰色預測模型只要求較短的觀測資料即可，這和時間序列分析，多元分析等概率統計模型要求較長資料很不一樣。因此，對于某些只有少量觀測數據的項目來說，灰色預測是一種有用的工具。2）指數預測法。趨勢曲線模型預測法是長期趨勢預測的主要方法。它根據時間序列的發展趨勢，配合合適的曲線模型，外推預測未來的趨勢值。這種預測方法的關鍵是確定模型中的待定參數。趨勢曲線模型中的待定參數可通過最小二乘法。最小二乘法就是要求所有預測值與其對應觀察值的誤差平方和，并使該誤差平方和最小，即使該平方和對各參數的一次導數為零，得到關于模型參數的線性代數方程組，求解可得到預測模型中的參數值。3）幾何平均法。幾何平均法在航空運輸管理預測中得到廣泛應用，尤其在制定發展計劃、規劃和發展戰略是，它是一種必不可少的方法。4）線性回歸預測法。空中交通流量受到很多因素的影響，若只選一個自變量，會降低因變量預測值的準確度。把包括兩個或兩個以上自變量的回歸分析稱為多元回歸。5）組合預測法。對于空中交通流量等業務量的散點分布，不同的預測者會有不同的認識，會選用不同的預測方法；即使同一預測者，往往也有預測方法選擇甄別上的困惑，這樣預測結果也會不盡相同，因而需要采用多種定量預測方法、定型與定量相結合的方法來加以預測，用以增加預測結果的準確性，即所謂的組合預測法。組合預測方法是對同一個問題，采用兩種以上不同預測方法的預測，并對預測結果加以綜合判斷分析。它既可是幾種定量方法的組合，也可是幾種定性的方法的組合，但實踐中更多的則是利用定性方法與定量方法的組合。組合的主要目的是綜合利用各種方法所提供的信息，盡可能地提高預測精度。比如，在發展變動時期，很難有一個單項預測模型能對頻繁波動的現實擬合的非常緊密并對其變動的原因作出穩定一致的解釋。理論和實踐研究都表明，在諸種單項預測模型各異且數據來源不同的情況下，組合預測模型可能導致一個比任何一個獨立預測值更好的預測值，組合預測模型能減少預測的系統誤差，顯著改進預測效果。

（二）預測模型和方法小結

結合對全國、地區、機場和城市對航線的年度飛行流量時間序列的分析可知，在選用預測方法時，如果采用一種預測方法，預測結果會有較大的不準確性，因而宜采用多種方法的組合預測，所以西安咸陽機場流量的預測擬采用基于多種預測方法的組合預測，以增加預測結果的可靠性，在參與組合預測的各種方法中，基于空中交通流量時間序列，應該選用符合精度和誤差要求的各種增長趨勢類外推模型，其中：有些方法預測的結果較大，如灰色預測法、指數趨勢預測法；有些方法預測的結果較低，如線性多項式趨勢預測法、二次指數平滑預測法；有些方法預測的結果適中，如二次多項式趨勢預測法、二次移動平均預測法、三次指數平滑預測法。所以在基于流量時間序列的趨勢外推類方法中，擬選擇的方法包括：1）灰色預測法；2）指數預測法；此外，根據預測對象的空中交通流量歷史數據變化特點，選擇基于現有流量數據的幾何平均系數預測法來加以預測，即：3）幾何平均系數預測法（幾何平均預測法）；同時，考慮到運輸機數量、旅客運輸量、貨郵運輸量、機場數量、航線數量、國民生產總值（GDP）等因素對空中交通流量的影響，在流量預測方法選擇時，還將選擇基于流量主要影響因素的因果分析類方法，包括：4）線性回歸預測法；5）組合預測法。以上5種預測模型和方法都需要經過必要的檢驗和驗證后，才能用于空中交通流量的預測，為簡化統一起見，主要采用可決系數或相關系數來進行檢驗，針對灰色預測法，還需要利用平均相對誤差以及發展系數來加以校驗。

三、預測結果

針對西安咸陽機場采用上述5種不同方法，空中交通流量的預測結果不可避免地具有差異性。因此，基于特定預測對象的預測結果，需要采用等權算術平均的組合預測法，得到最后的目標年流量預測建議值。

西安/咸陽機場基于歷史數據采用多種預測方法測得的空中交通流量（起降架次）預測數據2016年、2020年、2025年分別為：

1）灰色預測法：311307、474063、801945；

2）指數預測法：323546、505396、882573；

3）幾何平均法：308462、482932、845748；

4）線性回歸法：311833、481537、765794。

最終組合預測建議值為：282066、465811、749756架次。