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民航大蓝洞:虹桥机场航班滑出时间分析

 2018-01-09 来源:民航资源网 作者:民航大蓝洞  [投稿排行榜]
2018-01-09 21:12:14

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  民航资源网2018年1月9日消息:场面滑行是航班运行的重要环节,特别是在较为繁忙的机场,航班滑行将会对运行效率产生不可忽视的影响。出港航班滑行时间即指滑出时间,是指航班实际推出时刻至实际起飞时刻之间的时间。

  依据民航局航班正常管理规定:“机上延误”是指航班关舱门后至起飞前或者降落后至开舱门前,旅客在航空器内等待超过机场规定的地面滑行时间的情况。其中,飞机关舱门后至起飞前包含了航班的滑出时间。分析滑行时间的分布规律,识别滑行时间影响因素,能够帮助空管部门更加精准地把控航班离场起飞过程中的关键节点,减少滑行时间偏差,加强航班正常性管理;有助于航空公司更好地安排预先飞行计划,减少公司计划性延误;对于机场而言,也能优化场面运行效率,提升场面容量,改善服务质量。

  以上海虹桥机场2016年1月份的航班数据为样本,展开航班滑出时间的统计分析。本文将通过对样本数据的分类统计,影响因素和相关性的研究以及与标准时间的比较(民航局规定上海虹桥机场地面滑出标准时间为30分钟),建立对虹桥机场出港航班滑行效率的基本认知,进一步探究滑行时间波动的规律和原因。

  1、滑出时间分布特征

  2016年1月虹桥机场出港航班共7778架次(在清除脏数据后,有效的数据样本数量会低于实际数据总量),统计所有航班滑出时间,其滑出时间分布如图1所示。其中,超过90%的滑出时间落在7-24分钟之内,50.95%的滑出时间在11-16分钟内,滑出时间的中位数为15分钟。频次最高的滑出时间是14分钟,共709次,紧随其后的依次是13,15,12,16,11分钟,出现次数分别是703,670,668,621,601。在标准滑出时间30分钟以上的航班共有205个,占比2.6%,其中31分钟的频次最高,共32次。

  图1:2016年1月虹桥机场航班滑出时间分布

  2、滑出时间影响因素分析

  2.1 航班架次影响

  按照航班实际推出时间进行分时段统计分析,统计架次和平均滑出时间,探究航班滑出时间的相关规律。2016年1月虹桥机场出港航班平均滑出时间为15.74分钟,各时段具体统计结果如表1所示。

  表1:2016年1月虹桥机场出港航班各时段平均滑出时间

  统计数据涉及6点至凌晨2点的21个时段。其中,7点时段的架次数最高,时段总架次达到673,时段日平均架次为21.71,相应的平均滑出时间为13.54分钟。7点时段是出港航班量最大,最繁忙的时段,但是平均滑出时间13.54分钟低于全时段的平均滑行时间15.74分钟,航班数量的增长并没有立刻导致滑行时间的增加。平均滑出时间的最大值出现在9点时段,达到19.81分钟,相应的时段总架次为537,时段日平均架次为17.32。从表1中看出,9点时段与8点时段并列为第二繁忙时段,但平均滑出时间在此时达到最大值。

  将表1的统计结果绘制出散点曲线图,如图2所示。图中可以直观地看出橙色曲线(平均滑出时间)的波动在整体趋势上与蓝色曲线(时段日平均架次)保持较高的一致性。这说明虹桥机场的航班滑出时间受到此时刻航班数量的影响,即机场的繁忙程度对滑出时间有较大的影响。另一方面,图中橙色曲线的波动变化似乎总是慢于蓝色曲线,并没有保持时间上的一致性,这说明航班架次的变化对滑行时间的影响需要一定的时间延迟才能反映出来。

  图2:2016年1月虹桥机场出港航班各时段平均架次及平均滑出时间

  为进一步验证图2的直观观察结果,对表1中时段日平均架次和平均滑出时间进行相关性计算,从而评估时段架次数量与平均滑出时间的相关性以及可能存在的作用机制和规律。相关性系数在-1到1之间,1代表正相关性最高,0代表没有相关性,-1代表负相关性最高。

  为了找出航班架次对滑出时间的影响方式和作用机制,分别计算了A时段日平均架次对应A-1,A,A+1,A+2,A+3时段平均滑行时间的五种不同的架次与滑出时间一一对应方式(即每个时段都对应前一时段平均滑出时间、对应相同时段平均滑出时间、对应一小时之后的时段平均滑出时间、对应两小时之后的时段平均滑出时间、对应三小时之后的时段平均滑出时间)之下的该两列变量间的相关性系数。计算结果如表2所示。

  表2:时段日平均架次与时段平均滑出时间相关性

  计算结果显示,相关性系数最高值为0.82,出现在A时段平均滑出时间对应A+1时段架次的对应方式下。该方式向前和向后推移对应时段时,相关性系数都出现明显的下降,相关性表现削弱。

  相关性系数0.82表明A时段日平均架次数量与A+1时段的平均滑出时间有很高的正相关性,存在正反馈的作用。出港航班架次的增加或减少会在当前时段有一定的表现(相关性系数为0.73),但在一个小时后表现最为明显(相关性系数0.82),随后影响作用开始逐渐减弱。从实际运行上阐述,当出港航班数量增长,平均滑出时间会在此刻至下一个小时时段内增加最明显,之后滑行时间会快速回落至影响出现前的水平。航班数量增长对滑行时间增加的影响一般会在一小时之内显现,之后会被吸收消化。

  依据以上的统计与分析,2016年1月虹桥机场航班滑出时间均值15.74分钟,与民航局30分钟的标准时间还有一定的空间,虹桥机场出港航班的整体滑出效率较高。出港航班滑行时间与航班数量之间存在正反馈机制,平均反馈时间在1小时之内。虽然在反馈时段之后,航班滑出时间恢复,但是在反馈时段内航班滑出时间受到航班数量增长的较大影响,滑出时间增加,场面运行效率降低明显。

  2.2 机型影响

  对2016年1月虹桥出港航班按照机型进行分类统计,探究各种机型在滑出时间上的不同表现。2016年1月出港航班共涉及17个机型,统计结果按照平均滑出时间递增的顺序排列,结果如表3所示。

  表3:各机型航班滑出时间统计

  将统计结果绘制出柱状折线图,按照机型架次占出港航班总架次的比例排列,如图3所示。

  图3:2016年1月虹桥各机型出港航班架次及平均滑出时间

  其中,空客A320共2294架,在出港航班总数中占比最大,达到29.49%,其平均滑出时间为15.67分钟,略低于整体的平均值15.74分钟。波音B738共2289架,占比第二,达到29.43%,其平均滑出时间为16.08分钟,略高于整体平均值15.74分钟。空客A321共1471架,占比18.91%,其平均滑出时间为15.31分钟,略低于整体平均值。空客A333共624架次,占比8.02%,其平均滑出时间为15.69分钟,略低于整体平均值。以上四种机型的样本数均超过500,样本数足够大,因此样本内的平均滑出时间可以视为该机型滑出时间的理论平均值。四种主要机型的平均滑出时间的最大值16.08与最小值15.31之间只相差0.77分钟,差异较小,平均滑出时间较为稳定,并没有反映出机型在滑出时间上的影响。从这四种主要机型看,机型对滑出时间并无明显影响。

  其他13个机型中(B737的样本数为405,其余各机型的样本数均小于200),平均滑出时间最短的机型是波音B772,只有10.3分钟;平均滑出时间最长的机型是波音B748,达到30.12分钟,两者差值19.82分钟,平均滑出时间差异较大。但是由于这13种机型的样本数相对较小,少量样本的统计结果并不足以反映出机型对滑出时间的影响,需要进一步搜集更多数据信息来进行深入的研究。

  此外,由于航班滑出时的速度均远未达到各类机型的机型滑行速度限制,因而各具体机型对于滑出时间的影响也并没有体现在速度差异上,机型影响的具体方式还需要进一步的研究,包括各机型的停机位位置和滑行路径选择。

  3、航空公司滑出时间分析

  3.1 总体分析

  对2016年1月虹桥机场主要航空公司的航班滑出时间进行分别统计。统计结果如图4所示。中国东方航空吉祥航空,中国国际航空的出港航班平均滑出时间分别是15.46,10.75,13.8分钟,低于整体的平均值15.74分钟;上海航空春秋航空,中国南方航空的出港航班平均滑行时间分别是17.2,16.91,16.31分钟,高于整体平均水平。

  图4:2016年1月虹桥机场主要航企出港航班平均滑出时间

  3.2 吉祥航空滑出分析

  3.2.1 机场航班架次对吉祥航班滑出时间影响

  在以上的航空公司总体分析中,吉祥航空出港航班平均滑出时间最短,仅为10.75分钟,比整体平均值低约32%,运行效率表现优异。不论是哪家航空公司,其航班都是处于在虹桥机场这个大的运行环境下,因而对2016年1月虹桥机场所有出港航班按照实际推出时间进行分时段的架次以及其中吉祥航空航班的平均滑出时间进行统计,探究吉祥航空滑出运行高效的机制。统计结果如图5的散点曲线图所示。

  图5:虹桥机场2016年1月吉祥航空航班各时段平均滑出时间

  图中吉祥平均滑出时间曲线与机场时段日平均架次曲线在直观变化上依旧保持了具有一定反馈时间的正相关性。依照前文的方法,分别计算机场A时段日平均架次对应吉祥A-1,A,A+1,A+2,A+3时段平均滑出时间的五种不同对应方式下的相关性系数。计算结果如表4所示。

  表4:机场时段日平均架次与吉祥航空出港航班平均滑出时间相关性

  从表中可知,机场A时段架次与吉祥A-1,A时段平均滑出时间的正相关性较弱(相关性系数分别为0.32,0.55);在对应吉祥A+1时段平均滑出时间时正相关性最为明显(相关系性数为0.68);在对应吉祥A+1,A+2时段平均滑出时间时相关性较弱(相关系性数为0.46,-0.32)。当虹桥机场出港航班架次增加时,吉祥航空航班滑出时间有所增长,其平均反馈时间也是在0至1小时,但滑行时间受到影响的程度小于机场整体滑行时间受到的影响程度(吉祥对应的相关性系数为0.65,明显小于机场整体对应的相关性系数0.82),之后吉祥航班滑出时间迅速恢复至影响出现前水平,并且恢复速度快于机场整体的恢复速度(吉祥对应的相关性系数为0.46、-0.32,明显小于机场整体对应的相关性系数0.69,0.46)。

  3.2.2 机型对吉祥航班滑出时间影响

  吉祥航空2016年1月虹桥出港航班共710架次,包括389架次的空客A320和323架次的空客A321。按机型进行平均滑出时间的统计,统计结果如表5所示。

  表5:吉祥航空各机型平均滑出时间

  统计样本中,吉祥航空只有空客A320和A321两种机型,平均滑出时间为10.36和11.22分钟,相差0.86分钟,差距较小。由于吉祥航空机型结构简单,差异较小,所以要明确机型影响还需要更全面的信息搜集和更深入的研究。

  从相关性分析可以看出,吉祥航空在航班滑出时间上,对于机场航班增长带来的影响的抵抗能力强于机场整体水平,对这种影响的消化吸收的能力与速度也高于机场整体水平。机型方面,吉祥航空只有两种机型,差异较小,目前的信息还未能明确表现出机型对平均滑出时间的影响。

  4、总结

  综上所述,虹桥机场航班滑出时间的中位数为15分钟,平均滑出时间为15.74分钟,超过50%的航班滑出时间在11-16分钟之间,只有2.6%的航班滑出时间超过30分钟,低于民航局规定的滑出标准时间,机场场面滑出运行效率较高。航班滑出时间对机场出港航班架次具有正反馈机制,平均反馈时间在1小时之内;机型对航班滑出时间的影响还需要进一步的数据收集和研究,但从样本数较大(大于500)的4种机型来看,机型对滑出时间并无明显影响。在虹桥机场运行的所有航空公司中,吉祥航空滑出效率表现突出,抵抗影响和消除影响的能力都优于机场整体出港航班的水平,而吉祥航空简单的机型结构也没有体现出机型差异对滑出时间的影响。

  民航大蓝洞

  秉承协助建设民航强国为宗旨,民航大蓝洞致力于为全球民航提供高端效能分析专业咨询服务。服务对象涉及空管、航空公司、机场社会公众,服务内容包括空中交通运行性能评估,空域资源利用评估,航空公司/机场运行水平分析和评价,出行方案设计和优化等。

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