航空网络结构和组织模式的演变

       1 引言

       自1974年中国加入国际民航组织以来，随着经济的迅速崛起，中国民航业得到迅猛发展[1,2]。然而，与发达国家相比，中国航空运输发展仍然存在一定的问题[2]：一是航线组织结构失衡，布局不合理。突出表现在干支网络发展不均衡，干支线航空运输缺乏有效航班衔接，东中西布局不均衡[3-5]。二是航空枢纽体系失衡、中转不够高效。与国际成熟枢纽相比，北京、上海和广州等航空枢纽已初步具备参与国际航空枢纽竞争的实力，但尚未在全球范围内占据绝对优势[6,7]，并且中转比例和中转效率均低于国际水平[6]。全球航空运输的高速增长和自由化政策刺激航空业迅速发展，尤其是在欧洲和美国，对外实行“天空开放”和对内放松管制政策促进了航空运输网络的重构[3]，经过四十多年的发展，其航空网络已趋于成熟。然而，与发达经济体的航空市场相比，中国航空市场商业化进程起步较晚[8]，现阶段，中国正在由航空运输大国向强国过渡，学习和借鉴欧美航空市场的经验对中国航空发展至关重要。

       近年来，针对欧洲、美国和中国航空网络的研究不断涌现。其研究主要聚焦在：①航空网络的拓扑复杂性。研究表明欧洲和美国航空网络具有无标度、小世界和不对称混合特性，度分布遵循截断式幂律分布[1,3,9,10]；而中国的航空网络具有小世界特征，但不具有无标度性，度分布指数拟合优于幂律分布，并且连通性有了明显的改善，已从分散网络发展演变为复杂网络[11-14]。②航空网络的空间复杂性。研究主要集中在航空运输联系、网络关联和连通性等方面[2,15,16]。研究发现欧洲城市间航空连通性的改善使大量的小城镇受益，同时对传统门户城市和首都也并未产生不利影响[15]；美国航空网络结构随着时间的推移显示出规律性，一些中心性城市变得更加重要，并呈现持续密集化的趋势[10,17,18]；中国航空网络连通性不断提高，网络关联呈现显著的空间异质性，区域极化效应显著[2,13]。③航空网络的空间组织结构。一是有学者将欧洲和中国航空网络划分为核心层、桥梁层和外围层，研究表明两个网络桥梁层的城市比例相似，但欧洲核心层数量比中国的少[1,12,19]。二是欧洲航空网络具有典型的轴—辐式结构[20]，但与北美大陆整体覆盖的轴—辐式网络不同，欧洲航空网络多围绕一些关键枢纽进行布局[16]。而中国航空网络具有显著的等级层次性特征，形成以“京沪穗”为核心的轴—辐式网络[21,22]。④比较研究。少有的比较研究主要聚焦于连通性[3]、货运枢纽[23]、网络结构[4,24,25]等方面。研究表明中美航空客流网络规模存在显著差异[25]，美国航空网络最协调，轴辐体系已趋向完善[4]，而中国和欧洲航空网络分别提供了最快速的旅行和最均匀的服务水平[3]。

       总体来看，学者已经对欧洲、美国和中国航空网络的复杂性、空间组织结构等进行较为丰富的研究，航空运输由于受到国家政策和地缘政治区域内部制定的不同航空法律的影响，不同国家和地区的航空发展具有明显的差异性。然而，由于：①研究数据来源不同。②研究时间不一致(航空网络具有随着时间发展变化的特性)。③航空网络的构建具有差异性，主要是研究对象(机场或城市)和方向性(有向网络或无向网络)不同[24]等原因，已有研究主要聚焦在国内或区域单一空间尺度，少有的比较分析主要集中在从复杂网络视角研究其拓扑结构，关于中美欧航空网络的空间结构及其组织模式差异性的系统比较研究仍较为缺乏。

       因此，本文基于同一个时间段一致的航空数据集，运用1999年、2009年和2019年的航空客流数据，基于复杂网络构建通航城市连通性指数模型，从航空网络的拓扑结构、连通性、网络结构和组织模式四个方面对中国、美国和欧洲的航空网络进行了比较分析，并尝试提出针对中国航空运输的政策建议，以期为中国未来民航客运发展提供科学参考和借鉴。

       2 数据来源与研究方法

       2.1 研究对象与数据来源

       2.1.1 研究对象选择 在本文中，选取中国、美国和欧洲作为研究对象，对中国和美国的国内航空网络以及欧洲的内部航空网络进行比较分析(图1)。其中中国的数据不包括港澳台，基于OAG数据的划分以及数据的可获得性，欧洲共有46个国家和地区①。

      

       图1 1974-2019年中美欧航空政策和事件梳理

       Fig.1 Summary of aviation policies and events in China,America and Europe from 1974 to 2019

       选取这三个国家和地区是因为：一是它们在全球航空网络中发挥着重要作用，并且中美国土面积相近，中国地面运输的竞争力可以同欧洲比拟[26]，但它们的经济发展程度、航空业发展阶段、市场规模和需求以及政治体制和文化背景具有明显的差异性；二是这三个国家的航空网络受制于以不同方式制定的同质化的内部航空法律的影响，并且都呈现出类似于全球航空网络的复杂动态[3]；三是统计数据显示2019年这三个国家和地区的客流量占全球客流量的比重超过一半，约为57.1％，并且这些国家的客运量都呈增加趋势，其中中国的增速最快。2014年以前，美国的乘客数量最多，欧洲次之，中国乘客人数最少，2014年以后，欧洲航空客流量超越美国成为全球领先地区(见图1)。