楊寧燕

摘 要：本文將在歷史數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，綜合考慮各種因素，采用多種方法對(duì)咸陽(yáng)機(jī)場(chǎng)目標(biāo)年的飛行流量進(jìn)行預(yù)測(cè)，以期達(dá)到可對(duì)比參考的預(yù)測(cè)結(jié)果。

關(guān)鍵詞：西安咸陽(yáng)機(jī)場(chǎng)；飛行流量；數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)；預(yù)測(cè)

分析預(yù)測(cè)，我國(guó)民航高速增長(zhǎng)期有望延續(xù)到2030年左右，其中，“十三五”時(shí)期我國(guó)航空運(yùn)輸需求總體增長(zhǎng)在10%-15%之間。自從國(guó)家實(shí)施西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略以來(lái)，作為西部民航重要組成部分的西安咸陽(yáng)國(guó)際機(jī)場(chǎng)，戰(zhàn)略布局為“打造成為國(guó)家中心門(mén)戶樞紐龍頭，構(gòu)建輻射西北、連接全國(guó)、通達(dá)世界的航空運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)體系，建設(shè)四通八達(dá)的空中絲綢之路”，因此，綜合考慮國(guó)家戰(zhàn)略、地區(qū)經(jīng)濟(jì)、民航發(fā)展規(guī)律等客觀因素科學(xué)預(yù)測(cè)西安咸陽(yáng)機(jī)場(chǎng)未來(lái)飛行流量，對(duì)于西北地區(qū)民航的整體發(fā)展具有重要的前瞻意義。

一、西安咸陽(yáng)機(jī)場(chǎng)流量統(tǒng)計(jì)及分析

西安/咸陽(yáng)機(jī)場(chǎng)流量2000年、2005年、2010年、2015年的原始數(shù)據(jù)分別為：51341、100360、166153、261176架次，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)可得出如下結(jié)論：西安/咸陽(yáng)機(jī)場(chǎng)流量，“十一五”期間的年均增長(zhǎng)率（小于）“十五”期間的年均增長(zhǎng)率；近5年的年均增長(zhǎng)率（小于）“十一五”期間的年均增長(zhǎng)率； “十二五”的年均增長(zhǎng)率相對(duì)“十一五”期間的年均增長(zhǎng)率有（增長(zhǎng)）趨勢(shì)；觀察近5年的年均增長(zhǎng)率、2001年到2015年共15年期間的年均增長(zhǎng)率，估計(jì)“十三五”期間的年均增長(zhǎng)率在9.5%～12.5%范圍內(nèi)。

二、預(yù)測(cè)原理及方法選擇

（一）預(yù)測(cè)方法分析

空中交通流量的影響因素眾多，因而在預(yù)測(cè)方法選擇時(shí)，將主要以預(yù)測(cè)對(duì)象的空中交通流量歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)形成的時(shí)間序列加以預(yù)測(cè)，即基于流量時(shí)間序列的趨勢(shì)外推類方法，如灰色預(yù)測(cè)法，指數(shù)趨勢(shì)預(yù)測(cè)法；這些預(yù)測(cè)方法中，在誤差精度允許范圍內(nèi)，其預(yù)測(cè)趨勢(shì)有高、中、低三種增長(zhǎng)趨勢(shì)，因此在方法選擇時(shí)，應(yīng)兼顧選擇三種趨勢(shì)的預(yù)測(cè)方法數(shù)目，最后進(jìn)行組合（如算術(shù)平均）得到預(yù)測(cè)結(jié)果。下面將要對(duì)如上所述的基于流量時(shí)間序列的趨勢(shì)外推類預(yù)測(cè)方法、基于現(xiàn)有流量數(shù)據(jù)的幾何平均系數(shù)預(yù)測(cè)法以及基于流量主要影響因素的因果分析類預(yù)測(cè)方法分別進(jìn)行簡(jiǎn)要概述。1）灰色預(yù)測(cè)方法?；疑到y(tǒng)分析方法是通過(guò)鑒別系統(tǒng)因素之間發(fā)展趨勢(shì)的相似或相異程度，即進(jìn)行關(guān)聯(lián)度分析，可以用它來(lái)建立相應(yīng)的微分方程模型，從而預(yù)測(cè)事物未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)和未來(lái)狀態(tài)，即進(jìn)行所謂的灰色預(yù)測(cè)?；疑A(yù)測(cè)不是把觀測(cè)到的數(shù)據(jù)序列視為一個(gè)隨機(jī)過(guò)程，而是看作隨時(shí)間變化的灰色量或灰色過(guò)程，通過(guò)累加生成和累減生成逐步使灰色量白化，從而確定參數(shù)并建立相應(yīng)于微分方程解的模型并做出預(yù)報(bào)，適用于對(duì)某些大系統(tǒng)和長(zhǎng)期預(yù)測(cè)問(wèn)題?；疑A(yù)測(cè)模型只要求較短的觀測(cè)資料即可，這和時(shí)間序列分析，多元分析等概率統(tǒng)計(jì)模型要求較長(zhǎng)資料很不一樣。因此，對(duì)于某些只有少量觀測(cè)數(shù)據(jù)的項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，灰色預(yù)測(cè)是一種有用的工具。2）指數(shù)預(yù)測(cè)法。趨勢(shì)曲線模型預(yù)測(cè)法是長(zhǎng)期趨勢(shì)預(yù)測(cè)的主要方法。它根據(jù)時(shí)間序列的發(fā)展趨勢(shì)，配合合適的曲線模型，外推預(yù)測(cè)未來(lái)的趨勢(shì)值。這種預(yù)測(cè)方法的關(guān)鍵是確定模型中的待定參數(shù)。趨勢(shì)曲線模型中的待定參數(shù)可通過(guò)最小二乘法。最小二乘法就是要求所有預(yù)測(cè)值與其對(duì)應(yīng)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(duì)各參數(shù)的一次導(dǎo)數(shù)為零，得到關(guān)于模型參數(shù)的線性代數(shù)方程組，求解可得到預(yù)測(cè)模型中的參數(shù)值。3）幾何平均法。幾何平均法在航空運(yùn)輸管理預(yù)測(cè)中得到廣泛應(yīng)用，尤其在制定發(fā)展計(jì)劃、規(guī)劃和發(fā)展戰(zhàn)略是，它是一種必不可少的方法。4）線性回歸預(yù)測(cè)法?？罩薪煌髁渴艿胶芏嘁蛩氐挠绊?，若只選一個(gè)自變量，會(huì)降低因變量預(yù)測(cè)值的準(zhǔn)確度。把包括兩個(gè)或兩個(gè)以上自變量的回歸分析稱為多元回歸。5）組合預(yù)測(cè)法。對(duì)于空中交通流量等業(yè)務(wù)量的散點(diǎn)分布，不同的預(yù)測(cè)者會(huì)有不同的認(rèn)識(shí)，會(huì)選用不同的預(yù)測(cè)方法；即使同一預(yù)測(cè)者，往往也有預(yù)測(cè)方法選擇甄別上的困惑，這樣預(yù)測(cè)結(jié)果也會(huì)不盡相同，因而需要采用多種定量預(yù)測(cè)方法、定型與定量相結(jié)合的方法來(lái)加以預(yù)測(cè)，用以增加預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，即所謂的組合預(yù)測(cè)法。組合預(yù)測(cè)方法是對(duì)同一個(gè)問(wèn)題，采用兩種以上不同預(yù)測(cè)方法的預(yù)測(cè)，并對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)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(shí)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(yù)測(cè)精度。比如，在發(fā)展變動(dòng)時(shí)期，很難有一個(gè)單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型能對(duì)頻繁波動(dòng)的現(xiàn)實(shí)擬合的非常緊密并對(duì)其變動(dòng)的原因作出穩(wěn)定一致的解釋。理論和實(shí)踐研究都表明，在諸種單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型各異且數(shù)據(jù)來(lái)源不同的情況下，組合預(yù)測(cè)模型可能導(dǎo)致一個(gè)比任何一個(gè)獨(dú)立預(yù)測(cè)值更好的預(yù)測(cè)值，組合預(yù)測(cè)模型能減少預(yù)測(cè)的系統(tǒng)誤差，顯著改進(jìn)預(yù)測(cè)效果。

（二）預(yù)測(cè)模型和方法小結(jié)

結(jié)合對(duì)全國(guó)、地區(qū)、機(jī)場(chǎng)和城市對(duì)航線的年度飛行流量時(shí)間序列的分析可知，在選用預(yù)測(cè)方法時(shí)，如果采用一種預(yù)測(cè)方法，預(yù)測(cè)結(jié)果會(huì)有較大的不準(zhǔn)確性，因而宜采用多種方法的組合預(yù)測(cè)，所以西安咸陽(yáng)機(jī)場(chǎng)流量的預(yù)測(cè)擬采用基于多種預(yù)測(cè)方法的組合預(yù)測(cè)，以增加預(yù)測(cè)結(jié)果的可靠性，在參與組合預(yù)測(cè)的各種方法中，基于空中交通流量時(shí)間序列，應(yīng)該選用符合精度和誤差要求的各種增長(zhǎng)趨勢(shì)類外推模型，其中：有些方法預(yù)測(cè)的結(jié)果較大，如灰色預(yù)測(cè)法、指數(shù)趨勢(shì)預(yù)測(cè)法；有些方法預(yù)測(cè)的結(jié)果較低，如線性多項(xiàng)式趨勢(shì)預(yù)測(cè)法、二次指數(shù)平滑預(yù)測(cè)法；有些方法預(yù)測(cè)的結(jié)果適中，如二次多項(xiàng)式趨勢(shì)預(yù)測(cè)法、二次移動(dòng)平均預(yù)測(cè)法、三次指數(shù)平滑預(yù)測(cè)法。所以在基于流量時(shí)間序列的趨勢(shì)外推類方法中，擬選擇的方法包括：1）灰色預(yù)測(cè)法；2）指數(shù)預(yù)測(cè)法；此外，根據(jù)預(yù)測(cè)對(duì)象的空中交通流量歷史數(shù)據(jù)變化特點(diǎn)，選擇基于現(xiàn)有流量數(shù)據(jù)的幾何平均系數(shù)預(yù)測(cè)法來(lái)加以預(yù)測(cè)，即：3）幾何平均系數(shù)預(yù)測(cè)法（幾何平均預(yù)測(cè)法）；同時(shí)，考慮到運(yùn)輸機(jī)數(shù)量、旅客運(yùn)輸量、貨郵運(yùn)輸量、機(jī)場(chǎng)數(shù)量、航線數(shù)量、國(guó)民生產(chǎn)總值（GDP）等因素對(duì)空中交通流量的影響，在流量預(yù)測(cè)方法選擇時(shí)，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(yù)測(cè)法；5）組合預(yù)測(cè)法。以上5種預(yù)測(cè)模型和方法都需要經(jīng)過(guò)必要的檢驗(yàn)和驗(yàn)證后，才能用于空中交通流量的預(yù)測(cè)，為簡(jiǎn)化統(tǒng)一起見(jiàn)，主要采用可決系數(shù)或相關(guān)系數(shù)來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)，針對(duì)灰色預(yù)測(cè)法，還需要利用平均相對(duì)誤差以及發(fā)展系數(shù)來(lái)加以校驗(yàn)。

三、預(yù)測(cè)結(jié)果

針對(duì)西安咸陽(yáng)機(jī)場(chǎng)采用上述5種不同方法，空中交通流量的預(yù)測(cè)結(jié)果不可避免地具有差異性。因此，基于特定預(yù)測(cè)對(duì)象的預(yù)測(cè)結(jié)果，需要采用等權(quán)算術(shù)平均的組合預(yù)測(cè)法，得到最后的目標(biāo)年流量預(yù)測(cè)建議值。

西安/咸陽(yáng)機(jī)場(chǎng)基于歷史數(shù)據(jù)采用多種預(yù)測(cè)方法測(cè)得的空中交通流量（起降架次）預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)2016年、2020年、2025年分別為：

1）灰色預(yù)測(cè)法：311307、474063、801945；

2）指數(shù)預(yù)測(cè)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(yù)測(cè)建議值為：282066、465811、749756架次。