基于灰色聚類方法的山東省通用機場布局規劃評價

趙明明，王 龍

(濱州學院 機場學院，山東 濱州 256300)

0 引言

眾所周知，通用航空在歐美國家發展已經比較成熟，相比較而言，我國通用航空雖然起步較晚，但是得益于中央一系列促進通航發展的政策、措施，近年來，通用航空如雨后春筍般在中國大地快速發展。通航的發展必然要借助通用機場，而一個區域內通用機場的布局是否科學、合理，必將影響當地經濟的發展。

國內外關于通用機場布局的研究主要集中在兩個方面：

一是通用機場布局規劃的影響因素研究及存在問題原因。符馨元[1]從經濟社會發展、通航產業發展、通用機場功能定位、區域綜合交通發展情況以及軍方對空域管控因素等5個方面分析了對通用機場布局規劃的影響；馮廣東[2]分析了導致我國通用機場分布不平衡、不匹配、不協調的原因。

二是通用機場規劃布局的方法。

呂人力[3]提出了基于業務需求的兩階段通用機場規劃法，即第一階段形成備選的通用機場布局方案集；第二階段從公平合理、業務支撐、安全可行三個維度，對選址布局方案進行優化；周小卉[4]運用覆蓋度法、機場密度法、航空需求法等綜合預測通用機場規模，并以連云港為例，研究其通用機場布局方案；Liang Qiao, Liang Zhang[5]運用綜合加權法與灰色模糊理論對通用機場選址進行了評價。

根據國內外學者的研究，尚沒有人對通用機場的布局規劃進行評價。所以本文旨在通過對通用機場布局規劃評價，發現現有布局規劃可以改進的地方，使通用機場布局規劃更加科學、合理，更能帶動區域經濟發展。

1 山東通用機場布局現狀及規劃布局

1.1 山東省通用機場布局現狀

山東省現有8個頒證通用機場，如表1所示。為了保證評價的客觀、公正，避免城市發展水平差異對評價結果的影響，此處將山東省劃分為3個區域，分別是魯東地區、魯西北地區和魯南地區。

表1 山東省通用機場布局現狀

1.2 山東省通用機場規劃布局情況

山東省通用機場規劃布局(2018-2035年)分為三個階段：近期(2018-2022年)、中期(2023-2025年)、遠期(2026-2035年)。截止到2022年，山東省共規劃34個通用機場，表2和圖1分別為17地市(《山東省民用機場布局規劃》發布時，萊蕪市還沒有劃歸濟南市)規劃的通用機場數量及其分布情況。

表2 山東省各通用機場規劃布局情況(截止到2022年)

圖1山東省通用機場布局規劃圖(截止到2022年)

2 評價指標體系的建立

2.1 評價指標選取

在評價過程中，指標體系的構建是整個評價過程的基礎工作，評價指標選取的合理與否會直接影響評價結果。因此，依據《山東省民用機場布局規劃》中堅持戰略導向、科學合理布局、集約協同發展、確保持續安全的布局原則，以及《通用航空經營許可管理規定》中對通用航空應用范圍(甲類、乙類、丙類、航空俱樂部類)[6]的闡釋，本文選取指標時主要考慮兩個方面：一是通用機場所在地區的經濟發展水平、人口數量、交通便利性等；二是所在地區的通用航空應用范圍情況，如農林業、工業、通航產業的發展狀況，飛行培訓、航空體育學校的開設情況，旅游資源情況以及商務出行情況等[4,7,8]。因此本文選取評價指標如表3所示。

表3 評價指標體系

2.2 評價等級標準值的確定

此處將山東省通用機場布局規劃評價分為“良好”“一般”“較差”三個等級。根據社會經濟發展的一般規律，將2015年每個區域包含地市的某個指標和的平均值作為現狀(“較好”的指標等級)，與2010年每個區域包含地市的某個指標和的平均值(“一般”的指標等級)作為對比，隨著經濟、科技水平的提高，各指標數據會相應增加或減少，所以以現狀的3%遞增或遞減作為“好”的等級標準值[9](見表4)。后文中數據均是某年該區域內各地市該指標值的和。

表4 山東省通用機場規劃布局評價標準值

3 山東省通用機場布局規劃的灰色聚類評價

3.1 灰色聚類方法

灰色聚類方法是將評價結果分為k個灰類(評價等級)，根據白化函數計算每個聚類對象(評價對象)對每個聚類指標(評價指標)的白化值(實際值，無量綱化)，以及每個指標對每個灰類的聚類權，根據白化值和聚類權判斷聚類對象屬于哪一個灰類。該方法的優點在于各指標對各灰類的權重值不是人為主觀確定的，而是在評價過程中自動產生的，因此降低了評價過程中主觀觀念的影響[10]。

3.2 山東省通用機場布局規劃灰色聚類模型構建

3.2.1 確定基本參數

令聚類對象為i，聚類指標為j，聚類灰類為k。在本案例中，聚類對象包括魯東地區、魯西北地區、魯南地區，即i=1,2,3；聚類指標共有7個，即j=1,2,3……7；聚類灰類(評價等級)為3個，分別是好、較好、一般。

按照表2的區域劃分，將2018年山東省17地市的各指標數據進行求和統計，得到表5。

表5 2018年各評價指標實際值

*數據來源：山東省各地市各年的國民經濟和社會發展統計公報、中華人民共和國工業和信息化部官網公布的“國家新型工業化產業示范基地”、通用航空管理系統公布的《通用航空企業匯總表》《非經營性通用航空登記單位匯總表》

3.2.2 指標數值無量綱化處理

由于指標實際值與分級標準值的量綱各不相同，因此不具有可比性，所以評價之前要進行無量綱化處理。對指標實際值，通過指標實際值與灰類“較好”等級標準值的比值獲得；對指標評價標準值，通過指標評價標準值與灰類“較好”等級標準值的比值獲得。無量綱化處理結果如表6所示。

表6 各評價指標及評價標準值無量綱化處理結果

3.2.3 求白化矩陣

根據無量綱化處理后的數據，得到白化數矩陣

3.2.4 確定白化函數

3.2.5 求各指標j在各聚類k的聚類權ηik

聚類權是指各指標j對各個灰類的權重，也就是標準權

計算結果如表7所示：

表7 聚類權計算結果

3.2.6 求聚類系數αik，并構造聚類向量αi*

聚類系數是指各聚類對象對各個灰類的權重，也就是實際權，計算結果如下：

αi={αi1,αi2,…,αip} (5)

表8 聚類對象的灰類及對應的聚類系數

3.2.7 確定綜合等級

作聚類分析，在聚類向量αi中求最大的元素αik，則該區域通用機場布局規劃屬于最大元素所在的等級。由表8可知，魯東地區、魯西北地區、魯南地區的最大灰色聚類系數分別為0.57、0.56、0.47，其通用機場布局規劃等級分別為“較好”“較好”“一般”。

根據統計數據分析，2018年，魯東地區的GDP總量、接待國內外游客數量、國家新型工業化產業示范基地、通航企業數量遠超三個區域的平均水平，但是常駐人口數量、頒證通用機場數量、糧食播種面積卻低于平均水平。在這種情況下，到2022年，魯東地區規劃通用機場數量最多，所以魯東地區通用機場布局規劃水平“較好”。

根據統計數據分析，2018年，魯西北地區常駐人口數量、頒證通用機場數量、糧食播種面積遠超三個區域的平均水平，而且其GDP總量、接待國內外游客數量、國家新型工業化產業示范基地、通航企業數量也在平均水平之上。在這種情況下，到2022年，魯西北地區規劃的通用機場數量卻少于魯東地區，所以魯東地區通用機場布局規劃水平“較好”。

根據統計數據分析，2018年，魯南地區盡管在GDP總量、頒證通用機場數量、國家新型工業化產業示范基地、通航企業數量幾個指標上略低于平均水平，但是人口數量、糧食播種面積、接待國內外游客數量都遠超平均水平。在這種情況下，到2022年，規劃的通用機場數量最少，所以魯南地區通用機場布局規劃水平“一般”。

4 結論及建議

根據評價結果和以上分析，為了加快山東省新舊動能轉換的步伐，對山東省通用機場布局規劃提出三點建議：(1)魯東地區規劃通用機場數量足夠，建議以航空旅游和工業為主營業務；(2)魯西北地區規劃通用機場數量偏少，建議增加通用機場數量，同時重點發展通用航空在農業、工業、旅游業的應用；(3)魯南地區規劃通用機場數量也偏少，同樣建議增加通用機場數量，同時發展通用航空在農業、工業、旅游業的應用。希望上述建議能為山東省民航事業的發展添磚加瓦。