張文華

【摘 要】以航空運(yùn)輸生產(chǎn)計(jì)劃的魯棒性理論為分析視角，對(duì)大面積航班延誤的定義、評(píng)價(jià)準(zhǔn)則、大面積航班延誤的成因與影響以及大面積航班延誤治理方式進(jìn)行了洞悉。論文從多重角度指出了大面積航班延誤的影響機(jī)制，分析了治理大面積航班延誤的三種模式：過(guò)站裕度的優(yōu)化設(shè)計(jì)、航班波的錯(cuò)位構(gòu)造、飛機(jī)排班的魯邦提升，并明確了未來(lái)的研究方向。

【關(guān)鍵詞】魯棒性；航班延誤；過(guò)站裕度；航班波；飛機(jī)排班

隨著我國(guó)民航業(yè)的快速發(fā)展，民航的旅客吞吐量和貨郵吞吐量屢創(chuàng)新高，民航運(yùn)輸在整個(gè)交通運(yùn)輸體系當(dāng)中的重要性日益上升。但是，受制于民航交通運(yùn)輸資源配置的不充分和動(dòng)態(tài)外在環(huán)境的制約，民航運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)營(yíng)水平和服務(wù)質(zhì)量有待提高，尤其是在民航服務(wù)質(zhì)量方面，民航服務(wù)的準(zhǔn)點(diǎn)性是民航運(yùn)輸當(dāng)中的一個(gè)焦點(diǎn)問(wèn)題。偏低的航班正點(diǎn)率，降低了民航運(yùn)輸企業(yè)的運(yùn)營(yíng)效率和旅客的滿(mǎn)意度，尤其當(dāng)出現(xiàn)大面積航班延誤時(shí)，加劇了旅客的不滿(mǎn)情緒和民航業(yè)務(wù)單元的管理難度。如何提升民航運(yùn)輸企業(yè)和作業(yè)單元生產(chǎn)計(jì)劃的魯棒性，提高航班的正點(diǎn)率，降低大面積航班延誤發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)是民航運(yùn)輸業(yè)急需解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。本文以航空運(yùn)輸生產(chǎn)計(jì)劃的魯棒性理論為分析視角，從多重角度指出大面積航班延誤的影響機(jī)理，分析治理大面積航班延誤的機(jī)制，為我國(guó)民航運(yùn)輸企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃和航班優(yōu)化提供決策支持。

1 大面積航班延誤的定義及評(píng)價(jià)準(zhǔn)則

1.1 大面積航班延誤的定義

航班延誤一般是指航班無(wú)法按時(shí)起飛，在地面等待的情況，不同的國(guó)家或地區(qū)之間對(duì)航班延誤的鑒定標(biāo)準(zhǔn)存在一定的差異，在我國(guó)通常認(rèn)為航班出發(fā)時(shí)間比計(jì)劃出發(fā)時(shí)間延遲15分鐘以上就是不正常航班，延遲30分鐘以上或航班取消的情況則是典型的航班延誤。航班延誤直接影響著航空公司的服務(wù)質(zhì)量和生產(chǎn)效率，一般使用正點(diǎn)率來(lái)評(píng)價(jià)航班運(yùn)行的準(zhǔn)時(shí)性，它是正常航班數(shù)與全部航班數(shù)的比值。[1]另外，當(dāng)在樞紐機(jī)場(chǎng)預(yù)計(jì)延誤4小時(shí)以上的航班超過(guò)10架次，或者，離港滯留旅客超過(guò)1000人；在支線機(jī)場(chǎng)預(yù)計(jì)延誤4小時(shí)以上的航班超過(guò)5架次，或者，離港滯留旅客超過(guò)500人時(shí)，我們稱(chēng)之為機(jī)場(chǎng)大面積航班延誤。航班延誤，甚至大面積航班延誤的發(fā)生，降低了旅客的滿(mǎn)意度，增加了民航運(yùn)輸企業(yè)的管理成本和管理難度。

1.2 大面積航班延誤的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則

通常，我們根據(jù)一定時(shí)間段內(nèi)同一機(jī)場(chǎng)航班延誤的數(shù)量、航班延誤的時(shí)間、旅客滯留的人數(shù)等因素把大面積航班延誤劃分為不同的類(lèi)別，并提出相應(yīng)的預(yù)警級(jí)別：

（1）紅色（一級(jí)響應(yīng)）：預(yù)計(jì)延誤4小時(shí)以上的航班超過(guò)90架次?；蛘?，離港航班延誤1小時(shí)以上且不能夠確定起飛的航班超過(guò)50架次；

（2）澄色（二級(jí)響應(yīng)）：預(yù)計(jì)延誤4小時(shí)以上的航班有50至90架次?；蛘?，離港航班延誤1小時(shí)以上且不能夠確定起飛的航班有30至50架次；

（3）黃色（三級(jí)響應(yīng)）：預(yù)計(jì)延誤4小時(shí)以上的航班有30至50架次?；蛘?，離港航班延誤1小時(shí)以上且不能夠確定起飛的航班有20至30架次；

（4）藍(lán)色（四級(jí)響應(yīng)）：預(yù)計(jì)延誤4小時(shí)以上的航班有20至30架次?；蛘?，離港航班延誤1小時(shí)以上且不能夠確定起飛的航班有15至20架次。[2]

2 大面積航班延誤的成因與影響

2.1 大面積航班延誤的成因

引起大面積航班延誤的原因很多，既有可控的因素，也有不可控的因素，大體來(lái)講，引起航班大面積延誤的原因主要有以下幾類(lèi)：

1）天氣原因：大霧、暴雨、大雪、臺(tái)風(fēng)等天氣都是造成大面積航班延誤最常見(jiàn)的原因，這些極端天氣降低了能見(jiàn)度，影響了飛機(jī)起飛和著陸的視閾范圍，給飛行操作帶來(lái)了極大的安全隱患。例如每年夏秋時(shí)節(jié)，我國(guó)南方地區(qū)臺(tái)風(fēng)頻發(fā)，臺(tái)風(fēng)往往帶來(lái)疾風(fēng)驟雨，嚴(yán)重的影響了過(guò)境機(jī)場(chǎng)飛機(jī)的運(yùn)行，特別容易引起大面積航班延誤。

2）管制與流量控制原因。在我國(guó)，空域主要?dú)w屬于空軍管理，劃給民用航空使用的空域很有限，航路資源隨著民航的快速發(fā)展越來(lái)越緊張，尤其在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的沿海地區(qū)，航線網(wǎng)絡(luò)布局密集，航班頻次多，客流量大，在高峰期通常都需要進(jìn)行流量控制，特別在這些航線密集的地區(qū)，一旦有軍事活動(dòng)，相關(guān)區(qū)域會(huì)進(jìn)行空中交通管制，很容易造成大面積航班延誤。

3）機(jī)場(chǎng)運(yùn)行保障原因。機(jī)場(chǎng)是整個(gè)航空運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，它是旅客與貨物的集散地，機(jī)場(chǎng)通過(guò)各個(gè)單元的緊密配合，給航班的正常運(yùn)行提供保障，例如跑道起降、安全檢查、油料供應(yīng)、食品保障、航務(wù)放行等等，如果在一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)影響到航班的正常運(yùn)行。例如，在一些大型機(jī)場(chǎng)，機(jī)場(chǎng)跑道由于各種復(fù)雜原因而需要關(guān)閉時(shí)，通常都會(huì)發(fā)生大面積航班延誤。

4）航空公司生產(chǎn)組織原因。航空公司的生產(chǎn)組織與計(jì)劃有一套系統(tǒng)程序，包括飛機(jī)排班、機(jī)組排班、飛機(jī)維修計(jì)劃、運(yùn)營(yíng)飛行計(jì)劃等等，航空公司需要統(tǒng)籌各種計(jì)劃之間的銜接，來(lái)提高航空公司的綜合運(yùn)營(yíng)水平，如果在某個(gè)環(huán)節(jié)存在短板都會(huì)影響整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)作，進(jìn)而引發(fā)系統(tǒng)性的航班延誤風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 大面積航班延誤的影響

1）降低乘客的滿(mǎn)意度：旅客選擇民航運(yùn)輸很重要的一個(gè)原因是民航運(yùn)輸具有運(yùn)輸速度快、舒適度高等特點(diǎn)，很多旅客選擇民航出行就是為了縮短旅程時(shí)間，而航班延誤的發(fā)生損耗了旅客的時(shí)間，打亂了旅客的時(shí)間安排，增大了旅客的時(shí)間旅行成本，尤其是大面積航班延誤發(fā)生時(shí)，旅客損耗的時(shí)間更長(zhǎng)，降低了顧客的滿(mǎn)意度，甚至引起了旅客極大的不滿(mǎn)。

2）提升航班運(yùn)行的成本：當(dāng)航班延誤發(fā)生時(shí)，尤其當(dāng)大面積航班延誤發(fā)生時(shí)，會(huì)導(dǎo)致民航運(yùn)輸企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本的上升，對(duì)于航空公司來(lái)說(shuō)，為了應(yīng)對(duì)大面積航班延誤，需要安頓好旅客，加大投入人力、物力等保障力量，另外，大面積航班延誤的發(fā)生，延長(zhǎng)了航空公司的生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)間，降低了飛機(jī)和機(jī)組等資源的利用效率，導(dǎo)致航班運(yùn)行成本的增加。

3）降低了航空運(yùn)輸?shù)母?jìng)爭(zhēng)能力：隨著高鐵運(yùn)輸?shù)难杆侔l(fā)展，高鐵與民航運(yùn)輸形成了區(qū)域范圍內(nèi)較顯著的競(jìng)爭(zhēng)，尤其在中短途高速客運(yùn)市場(chǎng)上，高鐵對(duì)民航的替代效應(yīng)明顯，高鐵與民航運(yùn)輸?shù)母?jìng)爭(zhēng)打破了傳統(tǒng)格局里面民航運(yùn)輸在高速客運(yùn)市場(chǎng)上一家獨(dú)霸的局面，使得旅客有更加多樣化的選擇余地。大面積航班延誤的出現(xiàn)，降低了民航運(yùn)輸?shù)姆?wù)品質(zhì)，同時(shí)降低了民航運(yùn)輸與高鐵的競(jìng)爭(zhēng)能力。

4）影響了機(jī)場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)管理：機(jī)場(chǎng)作為現(xiàn)代航空運(yùn)輸當(dāng)中旅客與貨物的集散地，它是整個(gè)民航運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的重要節(jié)點(diǎn)，一般情況下機(jī)場(chǎng)的資源容量是有限的，如果機(jī)場(chǎng)發(fā)生大面積的航班延誤，勢(shì)必造成大量旅客滯留，從而引發(fā)資源容量的短板，造成機(jī)場(chǎng)的工作壓力，降低機(jī)場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)管理水平。大量旅客的滯留，也容易引起機(jī)場(chǎng)秩序的混亂，甚至有可能發(fā)生群體性事件，影響機(jī)場(chǎng)的正常運(yùn)行管理。[3]

3 魯棒性視角下大面積航班延誤的治理勾勒

魯棒性是指系統(tǒng)的抗干擾能力與穩(wěn)定性，當(dāng)系統(tǒng)遇到偏差情況時(shí)，系統(tǒng)的自適應(yīng)能力是系統(tǒng)生存的關(guān)鍵。航空運(yùn)輸生產(chǎn)計(jì)劃的魯棒性越強(qiáng)，航空運(yùn)輸生產(chǎn)系統(tǒng)就越有彈性，能夠有效的對(duì)抗外在風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)航空運(yùn)輸生產(chǎn)的穩(wěn)定性，降低大面積航班延誤發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，因此在魯棒性視角下提出大面積航班延誤的治理模式具有必要性。

3.1 過(guò)站裕度的優(yōu)化設(shè)計(jì)

大面積航班延誤出現(xiàn)的一種重要原因是航班延誤具有擴(kuò)散性，通常情況下航班延誤分為兩種情況：第一種是獨(dú)立延誤，它是由于天氣、流量控制等客觀原因?qū)е碌难诱`，這種航班延誤與執(zhí)行這個(gè)航班的飛機(jī)、機(jī)組所執(zhí)行的前面航班沒(méi)有直接的因果關(guān)系，它表現(xiàn)為空中飛行時(shí)間的延誤或離港延誤。另一種是波及延誤，它是指上一個(gè)航班的延誤造成了下一個(gè)航班的延誤。為了充分利用資源，提高飛機(jī)和機(jī)組的利用率，航空公司通常會(huì)在同一個(gè)時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行飛機(jī)和機(jī)組的連續(xù)排班，在航班計(jì)劃的制定過(guò)程當(dāng)中往往會(huì)安排一架飛機(jī)連續(xù)執(zhí)飛多個(gè)航班。然而，不同的航班之間存在緊密的銜接關(guān)系，如果發(fā)生了前一個(gè)航班的飛機(jī)晚到或機(jī)組晚到就會(huì)對(duì)下一個(gè)航班的運(yùn)行產(chǎn)生影響，下一個(gè)航班的延誤又會(huì)對(duì)之后的航班產(chǎn)生影響，進(jìn)而擴(kuò)散了一個(gè)航班延誤的負(fù)面效應(yīng)。[4]為了降低波及延誤的擴(kuò)散效應(yīng)，有效的減少航班延誤的傳播，一種有效的方式就是對(duì)過(guò)站裕度進(jìn)行優(yōu)化。所謂過(guò)站裕度是指航班的計(jì)劃過(guò)站時(shí)間減去航班的最小過(guò)站時(shí)間。每一個(gè)航班都會(huì)有一個(gè)計(jì)劃過(guò)站時(shí)間，以便完成乘客上下飛機(jī)、貨物的裝卸、飛機(jī)保障工作的操作，它是衡量地面服務(wù)質(zhì)量好壞的一個(gè)重要指標(biāo)。最小過(guò)站時(shí)間是指飛機(jī)清潔、加油、上下客等正常情況下所需的最小時(shí)間，不同的機(jī)型最小過(guò)站時(shí)間有較大的差別，飛機(jī)越大最小過(guò)站時(shí)間越長(zhǎng)。如果沒(méi)有合理的過(guò)站裕度，前一個(gè)航班的到場(chǎng)延誤將很可能影響下一個(gè)航班的延誤，過(guò)站裕度時(shí)間的優(yōu)化設(shè)計(jì)可以吸收航班網(wǎng)絡(luò)中的延誤。建立基于延誤擴(kuò)散的過(guò)站時(shí)間優(yōu)化模型，保障過(guò)站銜接時(shí)間的閥值具有充分的彈性，可以提高航班的正點(diǎn)率，減輕大面積航班延誤的連鎖效應(yīng)。

3.2 航班波的錯(cuò)位構(gòu)造

隨著航線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的發(fā)展，現(xiàn)代大型的全服務(wù)航空公司一般采用中樞輪輻式的航線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為主，中樞輪輻式的航線網(wǎng)絡(luò)把周邊客流集中運(yùn)輸?shù)綐屑~點(diǎn)，進(jìn)而進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，提高航班的客座率和運(yùn)行效益，這種航線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的一個(gè)顯著特征就是會(huì)出現(xiàn)航班波。[5]航班波是在航班計(jì)劃當(dāng)中把進(jìn)港航班和離港航班進(jìn)行統(tǒng)一管理，在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)幾十甚至上百個(gè)航班集中抵達(dá)機(jī)場(chǎng)，形成到港航班波，然后經(jīng)過(guò)短暫的過(guò)站準(zhǔn)備后，幾十個(gè)甚至上百個(gè)航班相繼離港，形成離港航班波。這種中樞輪輻式的航線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有它的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也對(duì)機(jī)場(chǎng)容量和綜合服務(wù)保障能力提出了更高的要求，而機(jī)場(chǎng)的運(yùn)力資源是有限的，同一時(shí)間段內(nèi)處理的航班數(shù)存在峰值容量，一旦超出了機(jī)場(chǎng)的保障能力，或者出現(xiàn)極端天氣、設(shè)備故障、流量控制導(dǎo)致機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行能力降低時(shí)，就會(huì)引發(fā)大面積的航班延誤。這種航線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)在于航班延誤很容易通過(guò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)迅速蔓延出去。因此，對(duì)航班波的優(yōu)化改進(jìn)可以提升各個(gè)時(shí)段航班之間的動(dòng)態(tài)銜接，減少大面積航班延誤發(fā)生的可能性，降低旅客的中轉(zhuǎn)時(shí)間，提高旅客的中轉(zhuǎn)效率，同時(shí)提高航空公司的收益。對(duì)航班波進(jìn)行優(yōu)化的一種模式就是航班波的錯(cuò)位構(gòu)造，其設(shè)計(jì)的核心思想是根據(jù)樞紐機(jī)場(chǎng)的資源狀況與運(yùn)行能力，計(jì)算出航班波的峰值容量、航班波的頻度、航班波的進(jìn)出港時(shí)間間距等品質(zhì)和技術(shù)參數(shù)，然后根據(jù)航班波的分布特征屬性，調(diào)整航班時(shí)刻，優(yōu)化航班波的分布時(shí)段，削減航班波峰的航班總數(shù)，填充到其他時(shí)段以減少擁堵，降低大面積航班延誤發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 飛機(jī)排班的魯邦提升

飛機(jī)排班是航空公司生產(chǎn)組織與計(jì)劃里面核心的環(huán)節(jié)之一，飛機(jī)排班的質(zhì)量高低直接關(guān)系到民航運(yùn)輸生產(chǎn)的安全性和準(zhǔn)點(diǎn)性，關(guān)系到飛機(jī)的利用效率和航空公司的收益，所以飛機(jī)排班要遵循基本的原則，例如符合航班計(jì)劃的要求、唯一性原則、使用均衡性的要求、最少使用飛機(jī)數(shù)的要求等。傳統(tǒng)意義上的飛機(jī)排班往往忽視了航班延誤的飛機(jī)排班工作的制約，生成的飛機(jī)排班方案抗干擾能力不強(qiáng)，自適應(yīng)能力較弱，一旦受到航班延誤因素的影響，很容易出現(xiàn)航班不能正點(diǎn)運(yùn)行，甚至出現(xiàn)大面積航班延誤。[6]因此進(jìn)行飛機(jī)排班的魯邦提升，有利于提高飛機(jī)排班的彈性，提升航班運(yùn)行的正點(diǎn)率，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)利用率的最大化。實(shí)現(xiàn)飛機(jī)排班的魯邦提升，首先可以進(jìn)行飛機(jī)排班作業(yè)流程的優(yōu)化，在飛機(jī)排班的過(guò)程中，要根據(jù)航班延誤的歷史數(shù)據(jù)和飛機(jī)排班的工作要求，綜合權(quán)衡航班計(jì)劃、調(diào)度指令、飛機(jī)性能、飛機(jī)維護(hù)計(jì)劃等因素對(duì)飛機(jī)排班的影響，進(jìn)行飛機(jī)排班的戰(zhàn)術(shù)與戰(zhàn)略調(diào)整，形成飛機(jī)排班的動(dòng)態(tài)模式，減低排班流程對(duì)飛機(jī)運(yùn)行的限制；其次，在綜合考慮飛機(jī)排班的決策要素基礎(chǔ)上，以飛行線路優(yōu)化和機(jī)型指派的動(dòng)態(tài)匹配為核心，構(gòu)建基于航班延誤的飛機(jī)排班魯邦優(yōu)化模型，求解特定約束條件的最優(yōu)解，增強(qiáng)飛機(jī)排班計(jì)劃的抗干擾能力，降低大面積航班延誤的發(fā)生，提高航班的正點(diǎn)率、民航運(yùn)輸?shù)姆?wù)質(zhì)量以及旅客的滿(mǎn)意度。

4 總結(jié)及研究展望

本文基于航空運(yùn)輸生產(chǎn)計(jì)劃的魯棒性理論對(duì)大面積航班延誤進(jìn)行了定義與分級(jí)，在大面積航班延誤分級(jí)的基礎(chǔ)上，對(duì)大面積航班延誤的成因進(jìn)行了梳理，進(jìn)而提出了大面積航班延誤的影響。論文從多重角度指出了大面積航班延誤的影響機(jī)制，分析了治理大面積航班延誤的三種模式：過(guò)站裕度的優(yōu)化設(shè)計(jì)、航班波的錯(cuò)位構(gòu)造、飛機(jī)排班的魯邦提升，這三種治理模式能夠有效提升民航運(yùn)輸企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃的彈性，提高航班的正點(diǎn)率，降低大面積航班延誤發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。而未來(lái)的研究將會(huì)圍繞以下幾方面展開(kāi)：

（1）本文所進(jìn)行的大面積航班延誤的治理分析主要揭示了民航運(yùn)輸企業(yè)和作業(yè)單元如何去改進(jìn)生產(chǎn)計(jì)劃的魯棒性，提高航班的正點(diǎn)率，降低大面積航班延誤發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，但沒(méi)有選取具體的民航運(yùn)輸企業(yè)進(jìn)行分析，對(duì)大面積航班延誤多發(fā)的區(qū)域進(jìn)行實(shí)證分析是下一步研究的內(nèi)容；

（2）民航運(yùn)輸企業(yè)的運(yùn)行管理模式、生產(chǎn)計(jì)劃與組織的優(yōu)化對(duì)提高航班的正點(diǎn)率具有重要意義，另外大面積航班延誤的治理也要充分考慮旅客的銜接狀況，把旅客、航空公司、機(jī)場(chǎng)、空管等多因素融合在一個(gè)系統(tǒng)中建立綜合分析模型也是一個(gè)研究方向；

（3）本文對(duì)飛機(jī)排班的魯邦優(yōu)化只考慮了飛機(jī)調(diào)度的維度，沒(méi)有綜合考慮飛機(jī)排班、機(jī)組排班、維修計(jì)劃的一體化優(yōu)化，而機(jī)組排班、飛機(jī)維修計(jì)劃在較大程度上會(huì)影響到飛機(jī)排班的魯邦優(yōu)化。因此，綜合考慮飛機(jī)排班、機(jī)組排班和維修計(jì)劃的一體化調(diào)度也是一個(gè)研究方向。

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[責(zé)任編輯：王偉平]