机场航班波与紧急事件响应，一个复杂网络视角

机场航班波与紧急事件响应，一个复杂网络视角

吴佳益

（成都天府国际机场运行控制中心，四川成都  610000）

摘要

随着全球航空网络的日益复杂化，机场作为其节点的运行受到多方面挑战，尤其是在紧急事件发生时。本研究采用复杂网络理论视角，根据中国民航的相关数据，分析在紧急情况下，如何通过调整机场航班波动，以保持航空系统的稳定性和效率。通过构建网络模型并模拟不同的紧急情境，本文探讨了机场如何优化航班调度以响应紧急事件，从而减少对旅客和航班运行的负面影响。研究结果指出，通过动态调整航班波和优化机场资源配置，可以在不牺牲旅客体验的前提下，显著提升紧急响应时的机场运行效率。

关键词：复杂网络，航班波，机场管理、紧急响应。

一、引言（约400-500字）

1.1背景与问题的重要性

随着全球航空网络的快速扩张和日益增长的航空流量，机场作为关键节点的运行效率及其对突发事件的响应能力变得尤为重要。四川航空作为中国西南地区的主要航空公司，在成都天府国际机场的运行效率直接影响到整个区域航空网络的稳定性与可靠性。特别是，在考虑到复杂网络理论的背景下，对机场航班波动性的研究不仅有助于优化日常航班的管理，而且对于应急事件的响应策略制定至关重要。

1.2研究目标

本研究旨在分析四川航空在天府机场国内航线的进出港航班波动情况，并探讨其在应急事件响应中的作用。通过对航班波动性的量化分析，旨在揭示机场航班运行的动态模式，并评估在紧急情况下可能出现的潜在问题与挑战。

1.3研究意义

尽管在现有文献中，航班波动性通常被视为航空网络分析的一部分，但对其在紧急事件响应中作用的探讨尚不充分。因此，本研究将填补这一空白，提供一个全新的视角，帮助理解并优化航班波动性与紧急事件响应之间的关系。研究的核心问题集中在：如何通过分析四川航空的航班波动数据来优化紧急事件响应？进一步，如何通过调整航班波动来减少紧急事件对航班网络稳定性的负面影响？

通过这一研究，我们期望为机场运营商提供实用的参考和决策支持，以增强航班调度的灵活性和机场对突发紧急事件的整体应对能力，进而促进整个航空网络的韧性和效率。

二、理论背景与概念框架

2.1相关理论

在现代交通运输系统中，航空网络的复杂性和其在全球化中的中心作用已经得到了广泛的认可。在此框架下，机场扮演的是网络节点的角色，其中航班的进出港波动性是衡量网络运行效率的重要指标。这一概念被称作“航班波”（flight waves），指的是在特定时间窗口内集中到达和离开机场的航班群。四川航空在成都天府国际机场的航班波对于其网络的运营效率具有重要影响。

紧急事件，包括自然灾害、技术故障或其他非计划事件，往往会对航班波产生重大影响，这要求有一个能够快速响应并适应变化的系统。在此背景下，复杂网络理论提供了一个理论框架，用于理解和分析航班波及其在紧急事件响应中的行为。

复杂网络理论将航空网络视为由边（航班连接）和节点（机场）组成的图，其中机场的航班波动性可以通过其节点的连接度、集群系数和路径长度等网络参数来分析。在此理论视角下，航班波的分析不仅关注单个节点，还关注节点之间的关联性以及网络的整体结构。

2.2研究的理论框架

紧急事件响应是对复杂系统中发生的非预期事件的管理和反应。在航空网络中，这涉及到对航班计划的快速调整，以及对受影响乘客和资源的重新分配。航班波与紧急事件响应之间的相互作用构成了本研究的概念框架核心，它要求对以下几个关键方面的理解：航班波的构造和动态，紧急事件的类型和影响，以及二者相互作用的可能结果。

通过将航班波动性的定量分析与紧急事件响应的策略研究相结合，本研究旨在探索航班波动性对机场应急事件响应能力的影响。该概念框架不仅能够帮助识别航班波动性中的潜在问题，而且还能为改进航空网络的设计和管理提供理论依据。这种多角度分析将进一步提高机场的应急准备和风险管理能力，从而提升整个航空网络的韧性和效率。

四、研究方法

本研究采用了混合方法研究设计，结合了定量数据分析和定性分析，旨在综合理解航班波的特征以及紧急事件响应的动态。数据来源为中国民航数据公司提供的四川航空2023年10月25日在成都天府国际机场的国内进出港航班统计数据。

3.1数据收集与整理

首先，对航班进出港数据进行了收集和整理。通过使用公司内部的航班信息系统，获得了具体日期的航班运营数据。这些数据包含了每小时的进港和离港航班数，从而形成了全天的航班波动图。数据的初步处理包括了数据清洗、缺失值的处理以及异常值的检测和修正。

3.2定量分析

随后，本研究利用统计软件对收集到的数据进行了定量分析。通过绘制时间序列图，可视化了一天24小时内的航班波动情况。通过识别高峰和低谷时段，分析了航班波的周期性和分布特征。此外，计算了各时段航班数的均值、标准差和变异系数，以评估航班波动的稳定性和集中趋势。

3.3定性分析

定性分析方面，研究探讨了航班波动性与紧急事件响应能力之间的关联。基于已有文献和理论框架，对可能的紧急事件类型及其对航班波动性的影响进行了描述和预测。此外，讨论了航班波动性在不同紧急事件下的调整策略和响应机制。

结合定量与定性分析的结果，本研究提供了一个多维度视角，以评估和优化机场的紧急事件响应策略。该方法不仅能量化航班波的特性，而且能够深入理解这些波动性对应急管理实践的影响，从而为政策制定和操作管理提供科学依据。

图表一2023年10月25日天府机场四川航空境内飞行进出港航班情况

（数据来源：中国民航，图表绘制：作者自制）

四、结论与建议

4.1结论

本研究通过分析机场航班波动数据，揭示了机场作为复杂网络在日常运营中的特点及其在紧急事件响应中可能面临的挑战（见图表一）。

数据显示在特定时段（如07:00-08:00和21:00）航班到港和离港数量出现波峰，这些时段的紧急响应能力需要得到加强。相对的，在夜间到清晨时段（00:00-05:00），航班活动减少，提供了进行资源优化和应急救援能力提升的机会。复杂网络理论的应用帮助识别了航班调度的冗余需求，为提高机场面对突发事件时的韧性提供了理论支持。

4.2建议与策略

基于对机场航班波动数据的深入分析，结合复杂网络视角对紧急事件响应能力的考量，我们提出以下具体建议和策略，以优化机场的运营效率并提高对紧急情况的应对能力。

（1） 高峰时段资源优化

提高人员调配，在航班高峰时段，比如早晨7时至8时和晚上21时，应增加地勤和安检的人员、设备配备，减少旅客等待时间，并提高紧急事件时的快速响应能力。

检查设备定期强化，确保所有关键设备，在高峰时段有足够的备用设备可供替换，以避免故障导致的延误。

（2）波谷时段的紧急预案演练

利用航班低峰时段，定期组织全面的紧急事件模拟演练，以提升全员的紧急应对能力。对演练进行详细评估，并根据反馈调整和完善应急预案。

（3） 弹性调度系统的构建

发展先进的航班调度系统，集成AI算法来预测和管理航班波动，优化机场各项资源的调配。设立专项基金，支持调度系统的更新和维护，确保技术的先进性和有效性。

（4） 紧急通道与协调机制

确立紧急事件快速响应小组，明确职责和行动流程，保障紧急通道在需要时能够迅速打开。与机场内外的相关部门和机构建立紧密的协调机制，确保在紧急情况下信息的即时共享和协同作战。

（5） 概率预测模型与决策支持

结合历史数据和现场情报，开发概率预测模型，以识别潜在的风险点，提前采取措施。构建决策支持系统，为管理层提供实时数据分析，指导紧急事件下的决策。

参考文献：

[1].方策. 机场群航班时刻资源配置与优化研究[D].中国民用航空飞行学院,2023.DOI:10.27722/d.cnki.gzgmh.2023.000324.

[2].马辰婷,吴薇薇,李名杰等.考虑航班波结构特征的机场中转水平研究[J/OL].交通运输工程与信息学报:1-12[2023-11-05].https://er.szlib.org.cn:443/rwt/331/https/MSYXTLUQPJUB/10.19961/j.cnki.1672-4747.2023.04.002.

[3].曾维理,刘丹丹,杨磊等.考虑延误传播的枢纽机场航班时刻优化方法[J].交通运输工程学报,2023,23(01):242-255.DOI:10.19818/j.cnki.1671-1637.2023.01.018.