“一市兩場”耦合關系及協(xié)調(diào)發(fā)展研究

摘要 “一市兩場”模式正在我國越來越多的城市建設實施，研究兩場系統(tǒng)內(nèi)各機場的耦合協(xié)調(diào)關系，對于促進區(qū)域航空樞紐的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。文章從規(guī)劃建設、運營管理和社會效益三方面分析上海市兩機場間的耦合協(xié)調(diào)關系，構(gòu)建“一市兩場”耦合協(xié)調(diào)發(fā)展度評價模型，并對上海兩場進行了實例分析，根據(jù)結(jié)果從堅持差異化分工、加強協(xié)調(diào)發(fā)展狀態(tài)研究和監(jiān)測，以及促進兩場有機互聯(lián)三方面提出了建議。

關鍵詞 “一市兩場”；耦合模型；機場運行；協(xié)同發(fā)展

中圖分類號 F562.6 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2023）06-0020-04

0 引言

《“十四五”民用航空發(fā)展規(guī)劃》中提到“國家綜合機場體系是支撐民航強國的重要基礎”“推進存量設施提質(zhì)增效，加強多機場、多跑道、多航站樓運行模式研究”是推動國家綜合機場體系向更高質(zhì)量邁進的重要途徑之一。“一市兩場”等多機場系統(tǒng)作為國家綜合機場體系的重要建設方向，其內(nèi)部機場之間的關系已經(jīng)成為國內(nèi)外學者研究的熱點。關于多機場系統(tǒng)運行模式的研究，如夏玉中通過對國內(nèi)外主要多機場系統(tǒng)的分析將一市多場歸納為國內(nèi)國際、通航區(qū)域、基地航空公司、業(yè)務類型等四種分工模式[1]。陳飛超采用復合系統(tǒng)協(xié)同度模型對京津冀機場群協(xié)同發(fā)展進行實證研究，并對實證結(jié)果進行分析[2]。總的來說，對于“一市兩場”這一特定形式的研究較少，缺乏對第二機場建成后兩場各自運營水平和系統(tǒng)協(xié)調(diào)度的整體評價機制，對于科學指導我國一市多場運營和在符合條件的城市繼續(xù)推進相關建設尚存較大差距。

該研究以“一市兩場”內(nèi)部各機場的耦合關系入手，從“四型機場”建設和樞紐機場競爭力評價兩個層面建立“一市兩場”運行水平評價指標體系，通過構(gòu)建一種新型復合系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展度評價模型，以上海兩場為例，對我們目前成熟的“一市兩場”復合系統(tǒng)進行實證研究，得到該系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展特征，為我國一市多場的發(fā)展提供有益借鑒。

1 “一市兩場”耦合協(xié)調(diào)關系機理分析

耦合是指兩個或兩個以上系統(tǒng)或運動形式通過各種相互作用彼此影響以至協(xié)同的現(xiàn)象，是在各子系統(tǒng)之間的良性互動下，相互依賴、相互協(xié)調(diào)和相互促進的動態(tài)關聯(lián)關系[3]。耦合度指兩個或兩個以上系統(tǒng)或要素之間的相互作用影響程度。協(xié)調(diào)度指耦合相互作用關系中良性耦合程度的大小，可以體現(xiàn)出協(xié)調(diào)狀況的好壞。一般認為，在“一市兩場”格局的形成中，兩個機場相互競爭、相互交融、相互協(xié)同，存在明顯的耦合協(xié)調(diào)現(xiàn)象，可以總結(jié)為規(guī)劃建設協(xié)調(diào)耦合、運行管理協(xié)調(diào)耦合和社會效益協(xié)調(diào)耦合。

1.1 規(guī)劃建設協(xié)調(diào)耦合

第二機場的規(guī)劃建設對于原有機場在規(guī)劃建設方面的影響主要來自國家對于航空樞紐建設的頂層設計，其隨著“一市兩場”格局的逐步發(fā)展而動態(tài)變化。在新機場成長期，由于兩場依托于同一個航空市場，為了避免惡性競爭并加快對新機場的成長扶持，原有機場的業(yè)務量在一定階段快速下降。在兩場共生期，隨著市場需求的持續(xù)增長，原有機場按照新的定位業(yè)務量得到恢復，第二機場也取代老機場成為區(qū)域的樞紐機場，最終形成“一市兩場”協(xié)同運行的市場格局。

1.2 運行管理協(xié)調(diào)耦合

第二機場建成投用后，通過對空域內(nèi)的航線/段，進離場飛行方法、機場飛行程序等進行大幅度調(diào)整，空域結(jié)構(gòu)和空域容量將得到優(yōu)化。在第二機場投運初期，隨著航班業(yè)務向新機場的扶持性轉(zhuǎn)移和原有機場的擴能改造，兩場的運行效率將隨著空域結(jié)構(gòu)的優(yōu)化得到提高，但在新機場成長期和兩場共生期，因為航班量的持續(xù)增加以及機場間的相互影響，空域資源匱乏的矛盾將會重新顯現(xiàn)。另一方面，兩場互為備降機場的形式降低了旅客出行的不正常風險，提高了兩場的運行效率。

1.3 社會效益協(xié)調(diào)耦合

第二機場的投用，對于豐富城市立體交通網(wǎng)絡建設，提高旅客出行效率，改善區(qū)域交通發(fā)展的不均衡性具有重要作用。機場建設的資金投入也帶來新一輪的基礎設施更新建設，使得民航及相關配套產(chǎn)業(yè)為當?shù)貏?chuàng)造更多的就業(yè)崗位。同時，“一市兩場”系統(tǒng)的協(xié)同高效運行帶來客貨運容量的提升和可達性的改善，將極大地推動航空樞紐的建設，進而帶動航空中轉(zhuǎn)相關產(chǎn)業(yè)和當?shù)芈糜螛I(yè)的發(fā)展。

2 研究方法及數(shù)據(jù)來源

由前文的分析可知，“一市兩場”系統(tǒng)的兩個機場之間存在著耦合協(xié)調(diào)現(xiàn)象。一般認為，機場的發(fā)展水平可以用競爭力來進行評價，需要構(gòu)建反映機場相關特征的指標體系，進行定量分析該二元系統(tǒng)的耦合度，進而判斷兩個機場建設發(fā)展的耦合協(xié)調(diào)度及其影響因素。

2.1 耦合評價模型

該文采用物理學中的容量耦合系數(shù)模型來分析“一市兩場”系統(tǒng)A機場和B機場的耦合度，其多系統(tǒng)耦合度模型[4]如下：

（1）

根據(jù)（1）式，建立“一市兩場”系統(tǒng)的耦合度模型：

（2）

式中，C2——代表耦合度；u1和u2——代表機場A和機場B的綜合評價指數(shù)。

在此基礎上，構(gòu)建耦合協(xié)調(diào)度模型[3-5]：

（3）

其中，

T=αu1+βu2 （4）

式中，D——機場A和機場B的耦合協(xié)調(diào)度；T——“一市兩場”建設運營的綜合評價指數(shù)；α、β——待定系數(shù)，由于“一市兩場”作為相似的子系統(tǒng)，其相互影響程度相同，所以將α、β分別賦值為0.5。

為了直接反應“一市兩場”系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的耦合度，對兩個子系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度進行等級分類[6]，如表1所示。

2.2 “一市兩場”系統(tǒng)機場A與機場B耦合協(xié)調(diào)度評價模型

2.2.1 指標體系的建立

根據(jù)“十四五”民用航空發(fā)展規(guī)劃中對于推進機場高品質(zhì)建設和提升機場運營管理水平兩方面的要求，遵循科學性、完備性、可操作性、主成分性和數(shù)據(jù)的可獲得性等指標體系構(gòu)建原則，結(jié)合四型機場建設要求和機場競爭力分析，構(gòu)建“一市兩場”系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展評價指標體系。由于當前國內(nèi)“一市兩場”定位均為樞紐機場，且“十四五”規(guī)劃對于機場建設運營的要求一致，因此兩個子系統(tǒng)可沿用同一評級指標體系，共確立機場連通性、服務質(zhì)量與效率、運營規(guī)模、機場運行安全水平4個一級指標，并下設17個二級指標。

2.2.2 數(shù)據(jù)來源

該文數(shù)據(jù)來源于2016—2021年《民航行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報》、2016—2021年《全國民用運輸機場吞吐量排名》、2016—2021年《全國運輸機場運行安全形勢分析報告》《民航消費者投訴情況統(tǒng)計分析》，以及2016—2021年《民航機場發(fā)展總結(jié)》。

2.2.3 指標的規(guī)范化和標準化處理

由于各指標的正負取向，以及指標的量綱、數(shù)量級存在差異，需要對數(shù)據(jù)進行標準化與歸一化處理[6]。正向指標采用（5）式進行標準化處理，逆向指標采用（6）式進行標準化處理。

（5）

（6）

式中，uij（i=1， 2; j=1， 2， …， m）——無量綱處理的指標評價系數(shù)；xij——第i個系統(tǒng)下的第j項指標的實際樣品值；max（xij）——該指數(shù)系列的最大值；min（xij） ——指標系列的最小值。

2.2.4 “一市兩場”綜合發(fā)展水平評價模型

首先，利用線性加權(quán)法[7]計算機場A和機場B各自的綜合發(fā)展程度。公式如下：

（7）

式中，u1和u2——代表旅游產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)和生態(tài)文明城市系統(tǒng)的綜合評價函數(shù)；wij——指標權(quán)重。

2.2.5 權(quán)重的確立

指標權(quán)重wij的確定采用比較客觀的熵權(quán)法。熵權(quán)法是基于外部環(huán)境的原始信息，確定基于其相關性和索引信息含量的指標權(quán)重，盡可能地避免由于主觀因素造成的誤差。設置步驟如下：

（1）指標的標準化處理，由于一些數(shù)據(jù)為0，因此，在此類數(shù)據(jù)的處理結(jié)果后需加上一個略大于零的正數(shù)，該文采用加0.001進行處理，可以避免賦值數(shù)的無意義。

或

（8）

（2）計算第i個系統(tǒng)第j項指標的比重Sij

（9）

計算第j項指標的熵值hj：

（10）

根據(jù)熵值hj計算差異度aj的值：

aj=1?hj （11）

計算指標的權(quán)重：

（12）

根據(jù)上述方法和相關數(shù)據(jù)，計算得出上海市“一市兩場”系統(tǒng)中各指標權(quán)重。如表2所示。

3 結(jié)果分析

3.1 上海市“一市兩場”系統(tǒng)建設運營發(fā)展水平分析

從圖1和表3可以看出，2016——2021年上海“一市兩場”系統(tǒng)綜合發(fā)展指數(shù)u1和u2先提高后降低。虹橋機場子系統(tǒng)u1受跑道、空域、時刻等資源能力限制，近些年來航空市場增長速度較為遲緩。2016年度的全國機場放行正常性榜單中，虹橋機場分別以57.2%的準點率位列全國倒數(shù)第三。2017年以來，華東空管局在全國率先啟用“預戰(zhàn)術(shù)流量管理”，提前對不正常航班進行調(diào)整，極大地提高了機場的放行正常率。駐場航空公司也通過建立監(jiān)控平臺，優(yōu)化工作流程等措施，對航班運行保障的每個節(jié)點進行監(jiān)控，確保航班提前關閉艙門。通過管理方式的創(chuàng)新，上海兩場的放行正常率在2018年均提高了20%，躍居全國前列。2018年，虹橋機場分別完成了1號航站樓A樓和B樓的改造，旅客服務質(zhì)量和效率得到極大提高。全球新冠疫情以來，虹橋機場的客、貨運吞吐量相比2019年下降了31.7%和20.1%，u1也從頂峰回落了0.14，此后持續(xù)走低。從浦東機場u2發(fā)展來看，2019年u2達到最高值。隨后伴隨著上海市及長三角區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和經(jīng)濟社會的強勁發(fā)展，浦東機場的客貨源運輸量穩(wěn)步提升。2019年旅客吞吐總量達到頂峰為7 615.3萬人次，其中國際旅客吞吐量達到了3 249萬人次，占比超過四成。在航空貨運方面，浦東機場貨郵吞吐量位居我國內(nèi)地機場之首，2019年達到363.4 萬噸。2017年浦東機場上線“浦東準點”機場智慧協(xié)同運行系統(tǒng)（A-CDM），對浦東機場進行了運行優(yōu)化。2019年全球單體規(guī)模最大的衛(wèi)星廳在浦東機場竣工投運，對于強化上海的航空樞紐建設，特別是滿足航空公司的運作、方便旅客的出行具有非常重要的意義。2020年初，新冠肺炎疫情極大地影響了浦東機場的客運航空市場，客運吞吐量相比2019年下降了60%。相對于客運市場，上海機場作為全國乃至全球最重要航空貨運樞紐，由于承擔了向全球運輸防疫物質(zhì)的需求，2020年其貨運市場不降反升，相比2019年逆勢增加1.4%，u2值增長超過0.2。

3.2 上海市“一市兩場”系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度分析

從圖1和表3可以看出，從2016起由浦東機場和虹橋機場構(gòu)成的上海市“一市兩場”系統(tǒng)相互作用逐漸增強，并在2020年達到頂峰，兩個子系統(tǒng)之間的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展趨勢越發(fā)明顯，從2016年初的瀕臨失調(diào)逐漸走向勉強協(xié)調(diào)，但受全球新冠肺炎這一黑天鵝事件影響，系統(tǒng)協(xié)調(diào)度再度走向失調(diào)。浦東機場投運以后，虹橋機場的運營壓力得到有效緩解，其轉(zhuǎn)型升級也迎來契機。此階段，上海兩場經(jīng)歷了始于2002年的航班“東遷”，雖在短期內(nèi)對于機場和航空公司運營帶來挑戰(zhàn)，但兩場分工的明確為整合資源促進兩場耦合協(xié)調(diào)發(fā)展奠定了基礎。2011年浦東機場航班總量超過虹橋機場并持續(xù)領先，其國際航班在上海航空市場占比近95%，且國際業(yè)務份額占機場總業(yè)務量的40%。相比浦東機場，虹橋機場國際業(yè)務占比一直未超過5%，國內(nèi)市場占絕對主導地位。合理的定位和分工最大限度地避免了兩場之間的惡性競爭，這反映在兩場耦合協(xié)調(diào)度的持續(xù)改善上。但受限于資源條件限制，虹橋機場的發(fā)展速度在近幾年放緩，而浦東機場則憑借其更為完善的航線網(wǎng)絡和擴容潛力巨大的優(yōu)勢持續(xù)快速發(fā)展。從2016—2021年的耦合協(xié)調(diào)等級也能反映出上海兩場發(fā)展的不均衡，其耦合協(xié)調(diào)水平雖然持續(xù)提高但始終處于初級協(xié)調(diào)水平。

4 結(jié)論及建議

通過對基于耦合協(xié)調(diào)模型的上海“一市兩場”系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的研究，該文得出以下主要結(jié)論：

浦東機場和虹橋機場構(gòu)成的“一市兩場”系統(tǒng)綜合發(fā)展指數(shù)（2020年和2021年因受疫情影響除外），因兩場的合理分工并持續(xù)發(fā)展正穩(wěn)步提升。

上海市“一市兩場”系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度經(jīng)歷了從2016年的瀕臨失調(diào)發(fā)展為勉強協(xié)調(diào)，最終因新冠疫情影響又轉(zhuǎn)為瀕臨失調(diào)的過程，說明其相互促進作用在非可抗性因素到來前正在愈發(fā)加強，兩者之間的協(xié)調(diào)發(fā)展趨勢愈加明顯。

上海市“一市兩場”系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度因兩場發(fā)展的不均衡在整體上還處于較低水平，且易因市場經(jīng)營環(huán)境的改變而受到干擾，存在相互作用和影響還不夠顯著等問題。

上海兩場的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展情況對于我國“一市兩場”協(xié)調(diào)運行具有借鑒意義。根據(jù)以上結(jié)論和存在的問題，提出以下建議：

（1）對兩場經(jīng)營范圍進行差異化分工，特別是對兩場均有涉及的市場加大政策性引導，確保兩場均有充足的發(fā)展空間，避免惡性競爭。

（2）加強對“一市兩場”系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的研究和監(jiān)測，運用規(guī)劃、行政、技術(shù)、經(jīng)濟等手段促使兩者向著最協(xié)調(diào)的狀態(tài)發(fā)展。

（3）增強兩場之間有機互聯(lián)，修建連接兩場的便捷軌道交通，有利于整合兩場資源，解決老機場資源受限、擴容潛力不足的問題，把提高老機場票價水平和客座率作為優(yōu)先發(fā)展目標，結(jié)合新老機場的優(yōu)勢，共同促使兩場協(xié)調(diào)運行發(fā)展。

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