大型枢纽机场运行效率评价体系研究

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摘 要：随着大型机场业务量的迅速增长，机场资源的瓶颈也日益突出，给机场业务量及运行效率的提升造成了严重的制约。如何发挥资源的最大效能，提升机场的运行效率，是机场面临的一个重要课题。本文提出了一种量化的大型机场运行效率评价体系，通过量化的指标，科学分析和评价机场的运行效率，为机场效率的提升提供了一项有力的工具和思路。

关键词：量化指标;综合评价;机场效率;可调节权限

中图分类号：F240 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）20-0247-03

0 引言

随着我国民航事业的持续快速发展，大型机场的业务量迅速增长。截止2017年底，我国旅客吞吐量超过千万人次的机场已经超过32个，前十大机场吞吐量已经突破4000万人次。业务量的迅速增长，带来的是机场资源瓶颈制约日益突出，空域限制、时刻容量、机位数量、近机位比例、飞机滑行距离、候机楼面积等关键资源对大型机场业务量的进一步增长、运行效率的进一步提高造成了严重的制约[1]。面对这一现状，如何充分发挥现有资源的最大效能，提高机场运行效率，就成为机场管理者普遍关心并努力改进和缓解的一个重要课题。

本文拟根据大型机场运行管理面临的矛盾，结合机场运行管理的实际，研究建立量化的大型枢纽机场运行效率评价的指标体系，以期通过量化的指标，科学分析评价机场运行效率，甄别影响机场运行效率的主要因素，并有针对性地采取提升和改进措施。

1 基本思路

机场运行效率是一个多重因素综合影响的复杂系统。一般来说，机场的运行效率应该包括围绕机坪运行、航空器保障过程进行评价的空侧运行效率，围绕旅客流程保障过程进行评价的航站楼运行效率研究、围绕场区交通组织进行评价分析的公共区运行效率研究以及围绕航空器空中运行秩序进行分析的空中运行效率研究等四个方面[2]。本文着重研究航空器在机坪运行的效率及整个保障过程进行量化分析研究，即空侧运行效率的量化评价问题。研究的基本思路是，通过与机场运行管理相关专业人员的交流，对相关运行数据的经验判断，结合日常从事机场管理的具体实践，列举出影响机场运行效率的相关因素和关键资源，主要包括跑道、廊桥、机位、时刻容量、过站时间、航班正常性因素[3]，并对上述因素进行归类展开，划分出资源利用、协同运行、协同处置、外部影响、正常性水平等五个重点维度，作为评价机场空侧运行效率的KPI指标，分别评估其重要程度并计算其权重，从而实现对机场运行效率及其发展变化的量化评价，为决策层进行机场运行效率提升提供参考依据。

2 KPI指标体系框架

2.1 指标体系确定的方法

机场运行效率KPI评价体系设计目的是通过对机场资源利用、协同运行、协同处置、外部影响因素和正常性水平进行综合分析和有效评价并给出得分，从纵向和横向两个方面来了解机场运行效率的整体情况，为机场管理者制订机场运行效率措施提供参考[4]。

纵向方面：分析一定周期内，随时间发展变化，机场运行过程中在资源利用、协同运行、协同处置方面量化数据的发展变化情况，从而确定机場运行管理的优势和短板，为机场运行人员制定改进措施提供数据支撑。

横向方面：分析同等规模不同机场在上述数据方面的运行效率，及时掌握该机场在同等规模机场中的运行情况。

2.2 KPI指标来源依据

分析指标根据民航局《民航航班正常统计办法》和《航班正常考核指标和限制措施》的要求，结合机场运行实际和运行管理需要确定。各项指标的计算方法优先采用行业规范方法，没有行业规范的，由专家经验确定。

2.3 KPI指标体系

各个指标均以机场的维度，按照每天的频率进行加工计算，如图1所示。

3 各指标算法

3.1 资源利用

主要选取时刻利用率、廊桥利用率和跑道利用率三个指标进行资源利用水平的评价得分，分值范围不0～100分，得分越高说明资源利用越好，相反得分越低，说明资源利用不好。

资源利用水平得分=r1*rw1+r2*rw2+r3*rw3;

其中r1为时刻资源利用率得分，rw1为时刻资源利用率权重因子;

r2为廊桥资源利用率得分，rw2为廊桥资源利用率权重因子;

r3为跑道资源利用率得分，rw3为跑道资源利用率权重因子。

3.1.1 时刻利用率

通过平均小时、高峰小时航班进出港架次和日均小时航班执行率，来反映机场时刻资源繁忙度及执行情况。

指标计算公式如下：

平均小时进出港架次=（进港架次+出港架次）/进出港实际小时数;

高峰小时进出港架次=max（小时进出港架次）;

小时航班执行率=已执行航班/计划航班;

时刻利用率算法：算每个0点、1点....23点的时刻利用率，再算平均值。

时刻资源利用率打分口径：每小时的执行率*100（要考虑每小时执行率如果大于1的情况，则需要考虑排除大于1的值）。

3.1.2 廊桥资源利用率

通过靠桥率和单桥日均架次来反映一定周期内，廊桥资源是否得到充分利用。

指标计算公式如下：

靠桥率=（进港靠桥架次+出港靠桥架次）/航班架次;

单桥日均架次=靠桥架次/廊桥数;

每桥每日平均使用架次标准化：。

廊桥资源利用率打分口径：（靠桥率*权重因子+单桥日均架次标准化*权重因子+单桥日均架次/单桥日均最大架次*权重因子）*100。

3.1.3 跑道资源利用率

通过进出港架次在南跑道、北跑道使用比例来反映跑道使用均衡情况。

指标计算公式如下：

南跑道航班比例=（南跑道进港架次+南跑道出港架次）/进出港总架次;

北跑道航班比例=（北跑道进港架次+北跑道出港架次）/进出港总架次;

跑道资源利用率打分口径：每小时架次超过40时，取南北跑道之比*100（分子取南北架次中的较小者），每小时架次小于40时，就不要了。

3.2 协同运行

主要选取过站时间符合性、地面滑行时间、放行延误时间和关舱门等待时间四个指标进行协同运行评价。得分越高说明协同运行越好，相反得分越低，说明协同运行不好。

得分：=c1*cw1+c2*cw2+c3*cw3+c4*cw4

其中c1为过站符合性得分，cw1为过站符合性权重因子;

c2为地面滑行时间得分，cw2为地面滑行时间权重因子;

c3为放行延误时间得分，cw3为放行延误时间权重因子;

c4为关舱门等待时间得分，cw4为关舱门等待时间权重因子。

3.2.1 过站时间符合性

通过实际与标准过站时间、计划起飞与（落地+最小过站时间）偏差分析，来反映航班在机场过站时间是否合理。

指标计算公式如下：

过站符合性：

实际起飞与（max（实际落地+最小过站+10分钟，计划起飞）+滑行时间30分钟）进行比较。

注：标准过站时间=计划起飞时间-计划落地时间：

最小过站时间是民航局规定的不同机型、座位数的飞机在不同规模机场中的最小过站时间。

过站符合性打分口径：【实际起飞<=max（实际落地+最小过站+10分钟，计划起飞）+滑行时间30分钟】的航班数量占比*100。

3.2.2 地面滑行时间

通过对滑入时间、滑出时间的集中度分析，看哪些航班的滑行时间不合理，为现场运行人员提出改进措施提供数据依据。

指标计算公式如下：

滑入时间=挡轮档时间-落地时间;

滑出时间=起飞时间-撤轮档时间;

滑入时间与滑出时间的集中度分析;

滑入、滑出时间标准化：。

地面滑行时间打分口径：滑入时间标准化*权重因子+滑出时间标准化*权重因子。

注：（所有指标需过滤掉如滑入滑出时间是负数，异常大的数等异常数据）。

3.2.3 放行延误时间

通过一定周期内放行延误时间的分析，看现阶段的放行延误时间是否在合理的范围内，并找出放行延误的原因，提出改进措施，从而提高航班的地面保障能力。

指标计算公式如下：

放行延误时间=放行时间-放行判定时间;

放行延误时间打分口径：（1-放行延误3分钟内航班/放行延误航班*权重因子-放行延误3-5分钟内航班/放行延误航班*权重因子-放行延误5-8分钟内航班/放行延误航班*权重因子）*100。

3.2.4 关舱门等待时间

通过现阶段关舱门等待时间的分析，指标计算公式如下：

关舱门等待时间=起飞时间-关客舱门时间;

关舱门等待时间打分口径：（1-关舱门等待大于30-小于等于60分钟的航班/所有放行的航班*权重因子-关舱门等待60-120分钟内的航班/所有放行的航班*权重因子-关舱门等待120分钟以上内的航班/所有放行的航班*权重因子）*100。

3.3 协同处置

主要选取放行延误恢复率进行协同处置评价。

3.3.1 延误恢复率

通过延误挽回比例和延误挽回时间的分析，来反映过站的航班由于进港延误，而在本场消化掉延误时间的能力，即协同处置的能力。

指标计算公式如下：

延误挽回比例=（过站航班进港延误却离港正常的航班中，离港正常航班数/进港延误航班数;

延误挽回时间=进港延误时间-出港延误时间（过站航班进港延误航班中）;

注：进港延误时间=实际落地-计划落地。

出港延误时间=实际起飞-计划起飞;

延误挽回时间标准化：。

延误恢复率打分口径：（延误挽回比例*权重因子+延误挽回时间标准化*权重因子（挽回时间为负值时按负值计算））*100。

目前，由于协同处置分数普遍过低，经过研究采用基线分数处理的方式来整体提高协同处置分数，公式如下：

协同处置调整后分数=

其中，60位基线分数，而延误恢复率分数最大值为100，开根号后则最大值约为32。

3.3.2 延误内部因素

主要对航空公司，机场，空管，油料，联检，离港系统内部因素的影响导致航班延误的情况的分析，通过内部因素的情况分析，反映内部因素对本场的影响程度。

指标计算公式举例如下：

航空公司原因延误程度=航空公司原因延误架次/延误总架次;

管空原因延误程度=空管原因延误架次/延误总架次;

内部因素打分口径：（1-（航空公司因素占比*權重因子+机场因素占比*权重因子+空管因素占比*权重因子+油料因素占比*权重因子+联检因素占比*权重因子+离港系统因素占比*权重因子））*100。

3.3.3 航班正常性

航班正常性：主要选取放行正常率、始发正常率、航班正常率和离港航班正常率进行航班正常性评价。得分越高说明航班正常性越好，相反得分越低，说明航班正常性不好。

航班正常性得分：=n1*nw1+n2*nw2+n3*nw3+n4*nw4。

n1为放行正常率得分，nw1为放行正常率权重因子;

n2为始发正常率得分，nw2为始发正常率权重因子;

n3为航班正常率得分，nw3为航班正常率权重因子;

n4为离港航班正常率得分，nw4为离港航班正常率权重因子。

3.3.4 放行正常率

反映航班在本机场始发、过站时，各单位综合保障的能力。

指标计算公式如下：

放行正常率=放行正常班次/放行总班次;

放行正常率打分口径：放行正常率*100。

3.3.5 始发正常率

反映航班在本机场始发时，各单位综合保障的能力。

指标计算公式如下：

始发正常率=始发正常班次/始发放行总班次;

始发正常率打分口径：始发正常率*100。

3.3.6 航班正常率

反映航空公司执行航班时实际与计划进出港时间的匹配能力。

指标计算公式如下：

航班正常率=（进港正常班次+离港正常班次）/进出港总班次。

航班正常率打分口径：航班正常率*100。

3.3.7 离港正常率

反映航空公司执行航班时实际与计划离港时间的匹配能力。

指标计算公式如下：

离港正常率=离港正常班次/离港总班次。

离港正常率打分口径：离港正常率*100。

3.4 各指标权重因子确定方法

主客观组合法：针对主、客观赋权法各自的优缺点，为兼顾到决策者对属性的偏好，同时又力争减少赋权的主观随意性，使属性的赋权达到主观与客观的统一，进而使决策结果真实、可靠，所以制定了以主观赋权法和客观赋权法为基础的组合赋权法[5]。

组合赋权法采用“乘法”集成法，其计算方式如下：

其中，表示第个权重组合，，分别表示第个属性的客观权重和主观权重。该方法使用于指标个数较多，权重分配比较平均的情况。

针对机场综合评价权重系数确定主要采用熵值法、专家调查法和组合赋权法三种方法。

其中，一级指标和二级指标的权重因子均采用组合赋权法，三级指标的权重因子则采用专家调查法。

4 调节系数

主要对旅客，天气，军事活动，航班量，公共安全，航班时刻安排外部因素的影响导致航班延误的情况的分析，反映外部因素对本场的影响程度。

外部因素系数：天气原因延误比*权重因子+军事活动原因延误比*权重因子+航班量/1000*权重因子+公共安全延误比*权重因子+旅客延误比*权重因子+航班时刻安排延误比*权重因子。

外部因素的权重因子采用组合赋权法的计算方法，机场运行综合评价打分的调节系数，参考“外部因素系数”的值，根据外部因素系数的大小来调节整体打分的权重。

目前的权重系数口径为：权重系数=外部因素系数/外部调节系数+1。

5 综合评价算法

机场运行综合评价打分体系是通过对机场资源利用、协同运行、协同处置、延误内外部因素、和航班正常性进行综合分析和有效评价并给出得分。

综合评价打分口径为：（资源利用分数*权重因子+协同运行分数*权重因子+协同处置分数*权重因子+延误内部因素分数*权重因子+航班正常性分数*权重因子）*调节系数。

6 結语

本文根据机场空侧运行的实际情况，从资源利用、协同运行、协同处置、外部影响因素四个方面对机场运行效率情况进行评价分析，通过总体分数可以直观了解机场一天整体运行情况。选取评价的四个方面是机场运行的重要指标，并根据运控实际的情况对各个指标进行设计，为保持评价体系的灵活性，设计了权限体系，可根据机场具体的情况调节权限系统，从而影响评价的分数。本评价体系为机场运控人员掌握机场运行情况提供了一种工具，实际了解机场在运行过程中的薄弱环节，可以有针对性地进行提升，同时也为机场管理者提供整体了解机场运行情况的指标，对机场运行效率的提升有一定的指导意义。

参考文献

[1] 高金华.机场运行[M].北京：中国民航出版社，2006.

[2] 王永刚，孙亚菲.机场运行安全规划中安全指标体系的构建[J].中国安全科学学报，2012，06：3-7.

[3] 褚衍昌.机场运营效率评价与改善研究[D].天津大学，2009.

[4] 李琦.机场运营效率评价方法研究[D].南京航空航天大学，2008.

[5] 李亮.评价中权系数理论与方法比较[D].上海交通大学，2009.