网络面板数据模型下嵌入多主体关系的航空网络演化机理研究

Factors and their controlling mechanisms influencing the dynamics of air transport network have become increasingly intricate due to dramatic changes of competition structure in the aviation industry and the growing roles of airports playing in (re)shaping the air transport network. Meanwhile, researchers still need to take efforts on developing more advanced methodologies to address this issue. This project will explore the impact of airline-airport vertical relationship on the dynamics of air transport network based on complex network theory driven by longitudinal network panel-data. First, a set of quantified indices will be established by analyzing the form and characteristics of airline-airport vertical relationship determined by network enlargement and reshaping. Then we will investigate the evolution mechanisms of air transport network from the perspective of airline entry pattern. Drawing on airline-route-time samples, a panel data model will be established by focusing on the impact of airline-airport vertical relationship and network structure variables. Furthermore, given the fact that airports can be considered as ‘actors’ in air transport network, we will develop stochastic actor-based models that not only embed variables describing airline-airport relationship, but also consider network structural effects, actor and dyadic covariates. Finally, policy suggestions will be proposed by combining both empirical studies and theoretical analysis. This project is able to provide theoretical foundation for revealing the key drivers and mechanisms of air transport evolution, and extend the application of complex network theory in the field of network dynamics.

近年来，民航业竞争格局发生剧烈变化，且机场在航空网络构建中逐步提升其行动力，使得航空网络演化构建机理日趋复杂，相关网络分析方法有待深入发展。本项目将基于大规模长尺度网络面板数据构建复杂网络模型，揭示航空公司和机场关系影响下的航空网络演化机理。首先分析网络扩张和重构增长共同目标驱动下航空公司和机场关系建立的形式和特征，并建立定量指标体系。其次，全面分析航空公司进入市场类型多样性，构建基于航空公司-航线-时间的面板数据模型，重点探讨航空公司和机场关系及网络结构复杂性对航空公司选择新航线进入决策的影响。进而，建立机场主体驱动下的随机行动者模型，在嵌入多主体关系的同时，探索网络内生因素、机场和航线外部因素对航空网络演化的影响机理。最后，结合实证分析和理论总结提出政策建议。本项目将为揭示影响航空网络演化的关键动因和构建机理提供理论依据，同时也可拓展复杂网络理论在网络演化机理领域的应用。

随着中国从民航大国向民航强国转型，机场数和航线数逐年增长，带来中国航空网络朝向大容量和复杂化方向发展，而航空公司和机场中转衔接效率低、连通性水平不高导致航班延误和机场拥堵等问题愈加突出，网络结构配置不合理已成为制约中国航空网络发展的关键因素之一。为此，本项目提出研究航空公司和机场关系影响下的航空网络演化机理的迫切需求，突破的关键技术方法为基于大规模长度网络面板数据的复杂网络模型构建。.主要研究内容包括三方面。首先，总结航空公司航线进入方式和进入市场的类型，构建基于航空公司-航线-时间的面板数据模型，探讨航线结构复杂性和市场结构特征对航空公司选择新航线进入决策的影响；其次，研究容量受限导致拥堵和枢纽机场竞争全球化背景下中国枢纽机场的国际中转客流拥堵溢出效应，分析大型全服务航空公司中转航班时空间分布特性及影响；最后，建立机场主体驱动下的随机行动者模型，在考虑航空公司-机场垂直关系的同时，探索网络内生因素、机场和航线外部因素对航空网络演化的影响机理。.重要结果可总结如下：第一，中国大型全服务航空公司在构建其航班波系统结构时，应考虑不同目的区域中转航班最大中转时间的异质性、喂给能力和喂给利用指数；第二，中国三大枢纽机场北京首都、上海浦东和广州白云日益严重的拥堵问题使得中国国际中转客流产生了溢出，中国部分二级机场呈现出承载三大机场国际中转客流溢出量的能力，世界其他区域枢纽机场竞争中国国际中转客流；第三，从航空公司航线进入模式作为切入点研究国家层面的航空运输网络结构评价和设计具有重要意义；第四，本项目从微观层面揭示了航空公司和机场垂直关系、机场等级体系、低成本航空公司与高铁互动以及网络结构变量对航线网络演化的复杂作用机理。.研究结果将为中国航空网络既有网络重构和新网络构建提供方法论的指导，对促进网络科学、交通地理学和统计学等多学科交叉和发展提供重要实证支撑。