隨著我國民航事業(yè)的快速發(fā)展，機場規(guī)劃和設(shè)計在新時期面臨新的形勢，遇到了新的問題。傳統(tǒng)機場規(guī)劃與設(shè)計方法在工程實踐中存在諸多局限，大數(shù)據(jù)的發(fā)展為這些問題的解決提供了新的思路和方法，本文詳細(xì)分析了機場規(guī)劃設(shè)計領(lǐng)域存在的不足，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)提出了解決思路和方法，對未來工作的開展提供了建議。

　　一、前言

　　隨著信息與通信技術(shù)(ICT: Information and Communication Technology)的快速發(fā)展，大量接入互聯(lián)網(wǎng)的智能終端設(shè)備(智能手機、RFID、無線傳感器、視頻設(shè)備等)時時刻刻都在產(chǎn)生并傳播海量的信息數(shù)據(jù)。2017年3月，國際數(shù)據(jù)公司(IDC)發(fā)布的報告《數(shù)據(jù)時代2025》預(yù)測，到2025年，全球數(shù)據(jù)圈將擴(kuò)展至163ZB(1ZB等于1萬億GB)，相當(dāng)于2016年所產(chǎn)生16.1ZB數(shù)據(jù)的十倍。中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心(CNNIC)發(fā)布的第40次《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計報告》顯示，截至2017年6月，中國網(wǎng)民規(guī)模達(dá)到7.51億，互聯(lián)網(wǎng)普及率為54.3%。手機網(wǎng)民占比達(dá)96.3%，移動互聯(lián)網(wǎng)主導(dǎo)地位進(jìn)一步確立。以互聯(lián)網(wǎng)為代表的數(shù)字技術(shù)正在加速與經(jīng)濟(jì)社會各領(lǐng)域深度融合，成為構(gòu)建國家競爭新優(yōu)勢的重要推動力。

　　中共中央政治局2017年12月8日就實施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略進(jìn)行第二次集體學(xué)習(xí)。習(xí)近平總書記在主持學(xué)習(xí)時強調(diào)，大數(shù)據(jù)發(fā)展日新月異，我們應(yīng)該審時度勢、精心謀劃、超前布局、力爭主動，深入了解大數(shù)據(jù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢及其對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的影響，分析我國大數(shù)據(jù)發(fā)展取得的成績和存在的問題，推動實施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略，更好服務(wù)我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和人民生活改善。這意味著我國已將大數(shù)據(jù)提高到了國家戰(zhàn)略層面。

　　當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)已成為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的平臺，全面影響著居民活動和政府管理，從而使獲取大量反映民航出行特征的數(shù)據(jù)成為可能，民航的“大數(shù)據(jù)時代”已經(jīng)到來。大數(shù)據(jù)時代的到來意味著思維方式的變革，基于全樣本的大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以提供全視角觀察能力，創(chuàng)新工作思路和方法，把握機場發(fā)展總體規(guī)律，將成為未來機場規(guī)劃與建設(shè)的新方向，為因業(yè)務(wù)量持續(xù)增長而日益復(fù)雜的機場規(guī)劃與設(shè)計提供了強大的數(shù)據(jù)支撐，進(jìn)而指導(dǎo)機場規(guī)劃設(shè)計理論與方法的創(chuàng)新。

　　二、我國民用運輸機場發(fā)展趨勢

　　近年來，全球經(jīng)濟(jì)一體化不斷深入，我國社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，人民生活水平進(jìn)一步提高，航空旅客出行需求快速增加。使我國民用運輸機場呈現(xiàn)以下三個方面的發(fā)展趨勢：

　　(一)大型機場逐漸增多

　　據(jù)初步統(tǒng)計，2017年我國4000萬旅客吞吐量以上機場達(dá)到8個，2000萬旅客吞吐量以上機場達(dá)到19個。回顧過去，2006年時4000萬吞吐量以上機場僅有1個，2000萬吞吐量以上機場僅有3個。一圖讀懂《2017年民航機場生產(chǎn)統(tǒng)計公報》(機場吞吐量排名)

　　(二)機場群協(xié)同發(fā)展展露頭角

　　城市間高速公路和高速鐵路網(wǎng)絡(luò)等交通基礎(chǔ)設(shè)施的不斷加密和完善使城市群內(nèi)機場聯(lián)系更加緊密，也使群內(nèi)機場協(xié)同服務(wù)群內(nèi)旅客成為可能。2017年11月27日，國家發(fā)改委、民航局印發(fā)《推進(jìn)京津冀民航協(xié)同發(fā)展實施意見》的通知，提出建設(shè)京津冀世界級機場群，全面提升京津冀區(qū)域航空保障能力和運輸服務(wù)水平，為京津冀協(xié)同發(fā)展提供有力支撐和保障。2018年1月12日，民航局與上海市、江蘇省、浙江省、安徽省共同簽署《關(guān)于共同推進(jìn)長三角地區(qū)民航協(xié)同發(fā)展努力打造長三角世界級機場群合作協(xié)議》，提出努力建成長三角世界級機場群，走出一條民航與區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會協(xié)調(diào)發(fā)展的新路，為長三角世界級城市群建設(shè)和實現(xiàn)民航強國戰(zhàn)略提供可靠支撐。

　　在實際運營中，石家莊機場利用航線和價格優(yōu)勢，依托高鐵的便利性，打通了旅客“經(jīng)石進(jìn)京、經(jīng)石離京”的通道，提升樞紐機場功能的同時，正逐漸成為中小型支線機場前往北京的門戶機場。石家莊機場2017年全年通航支線航點36個，共完成旅客吞吐量958萬人次，空鐵聯(lián)運客流量達(dá)73.77萬人次，占比7.7%。其中，進(jìn)出北京的空鐵聯(lián)運旅客占比30%。

　　(三)機場發(fā)展大型化、復(fù)雜化趨勢明顯

　　旅客吞吐量的持續(xù)增長必然導(dǎo)致機場規(guī)模的增大，旅客出行需求的多樣化促使很多機場開始開展“多式聯(lián)運”服務(wù)，這使機場本身的功能和布局更趨復(fù)雜。以機場為核心的綜合交通樞紐規(guī)劃逐漸成為機場總體規(guī)劃中重要的組成部分。表2為2010年以來，我國部分大型機場綜合交通的變化情況，從表中可以看出，國內(nèi)有軌道交通運營或計劃接入軌道交通的機場快速增加。

　　三、當(dāng)前機場規(guī)劃設(shè)計領(lǐng)域存在的問題

　　國內(nèi)機場發(fā)展趨勢的變化為規(guī)劃和設(shè)計提出了新的問題，帶來了新的挑戰(zhàn)。具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

　　(一)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)量預(yù)測方法已不適應(yīng)新的形勢

　　航空業(yè)務(wù)量預(yù)測是機場規(guī)劃和設(shè)計的基礎(chǔ)，不同的航空業(yè)務(wù)量預(yù)測對應(yīng)不同的機場規(guī)模、跑道構(gòu)型、航站樓流程及綜合交通配置。準(zhǔn)確的航空業(yè)務(wù)量預(yù)測對機場規(guī)劃的科學(xué)性、合理性、經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)發(fā)展性具有重要的作用。設(shè)計人員要根據(jù)現(xiàn)有資料對未來的航空業(yè)務(wù)量作出預(yù)測，根據(jù)預(yù)測結(jié)果確定機場所需各項設(shè)施的規(guī)模和等級，進(jìn)而安排合理的分期建設(shè)計劃。

　　傳統(tǒng)的預(yù)測方法有專家判斷法、類比法、趨勢外推法、計量經(jīng)濟(jì)法和市場分析法等。地面交通的快速發(fā)展，使得機場的服務(wù)半徑得到極大擴(kuò)展，航空運輸市場的影響因素大為增加。由于傳統(tǒng)的預(yù)測方法過于簡化，無法同時考慮較多的影響因素，導(dǎo)致預(yù)測結(jié)果很難確定，且對預(yù)測結(jié)果缺乏數(shù)據(jù)上和邏輯上的有力支撐。目前，全國不少大型機場出現(xiàn)了建設(shè)進(jìn)度跟不上旅客出行需求增長的窘境，導(dǎo)致機場總體規(guī)劃短期內(nèi)一變再變，規(guī)劃的科學(xué)性和嚴(yán)肅性受到損害。

　　(二)機場群協(xié)同效應(yīng)有待加強

　　合理的分工定位是打造世界級機場群的前提。世界上成熟的機場群，一般由大型國際航空樞紐、中型區(qū)域樞紐、小型運輸機場等組成，機場群體系布局完善、分工合理、定位清晰，各機場間適度錯位經(jīng)營，交通緊密銜接。

　　目前我國幾大機場群的協(xié)同發(fā)展已提上議事日程，但主要機場間尚未實現(xiàn)軌道互聯(lián)互通，更沒有形成較強的融合發(fā)展態(tài)勢，機場群協(xié)同發(fā)展還有很大的進(jìn)步空間。

　　(三)綜合交通樞紐建設(shè)銜接不暢

　　截至2017年底，我國高鐵運營里程已達(dá)2.2萬公里，“四縱四橫”網(wǎng)絡(luò)基本搭建完成。高速鐵路的迅猛發(fā)展為長途航線帶來了新的客流。鐵路與航空的結(jié)合促進(jìn)了航空樞紐發(fā)展理念的革新。機場正由單純供航空器起降的交通基礎(chǔ)設(shè)施逐步轉(zhuǎn)變?yōu)楹娇张c高速鐵路、城市軌道、公路運輸?shù)确绞骄o密結(jié)合，一體化發(fā)展的綜合交通樞紐。

　　目前，上海虹橋、武漢天河和鄭州新鄭等機場已建成依托于航空客流的綜合交通樞紐，但由于相互換乘需求不易預(yù)測，還存在著各種交通方式間銜接不順暢的問題。

　　上述幾方面問題的出現(xiàn)均與缺乏完整的出行數(shù)據(jù)有關(guān)。因此，獲取盡可能詳盡的數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)中研究并提取有用信息成為機場規(guī)劃與設(shè)計中迫切需要解決的關(guān)鍵問題。

　　四、大數(shù)據(jù)在機場規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用方向

　　運用快速發(fā)展的現(xiàn)代信息技術(shù)可以獲取航空旅客出行的完整數(shù)據(jù)，能夠全面把握旅客出行習(xí)慣。全樣本數(shù)據(jù)，使研究人員獲得了多視角觀察能力，提升了研究人員對不同交通供給和出行行為之間相關(guān)性的認(rèn)識，擴(kuò)展了研究領(lǐng)域，增強了研究工作的客觀性，從而可以在眾多方面為機場規(guī)劃與設(shè)計提供幫助。

　　(一)以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的機場布局規(guī)劃

　　機場布局包括兩個內(nèi)容，一是明確機場的空間分布，二是確定各機場相應(yīng)的規(guī)模。機場布局時要考慮運輸需求、區(qū)域發(fā)展、搶險救災(zāi)和國防戰(zhàn)略等需要，其中，運輸需求是主要考慮的因素。我國民航發(fā)展區(qū)域失衡嚴(yán)重，京津冀、長三角、珠三角等地區(qū)機場密集、空域資源緊張，已形成的多機場系統(tǒng)需要協(xié)同發(fā)展，而西部地區(qū)，特別是部分旅游資源較為豐富的地區(qū)仍存在服務(wù)盲區(qū)。未來較短時間內(nèi)我國還要大量建設(shè)機場，因此迫切需要建立一套以旅客出行需求為主要考慮，兼顧其他需求的機場布局規(guī)劃方法。

　　以運量為基礎(chǔ)的機場規(guī)劃布局方法需要充足的數(shù)據(jù)。規(guī)劃時不僅要以城鎮(zhèn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展為依據(jù)，還要考慮機場輻射所及地區(qū)的出行需求。通過大數(shù)據(jù)可以詳盡掌握某一區(qū)域已有的旅客出行量、出行距離、出行方式及社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平等數(shù)據(jù)，建立相應(yīng)模型后可以確定機場合理的區(qū)位、未來的規(guī)模和建設(shè)的時序，將大大提高布局規(guī)劃的科學(xué)性和合理性。

　　(二)以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的機場綜合交通樞紐規(guī)劃

　　綜合交通樞紐的特點在于一站式布局，高度整合，無縫銜接。以機場為核心的綜合交通樞紐是航空、公路、鐵路、地鐵、機場大巴、出租車、網(wǎng)約車等多種交通方式交匯的場所，是實現(xiàn)旅客和貨物空陸轉(zhuǎn)換的重要設(shè)施。規(guī)劃目的是在各種交通方式并存條件下方便乘客、平衡客流，提高機場的轉(zhuǎn)換效率和服務(wù)水平。因此，設(shè)施的布局，流線的設(shè)計和優(yōu)化就變得非常重要，這同樣少不了大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的支撐。

　　(三)以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的航站樓設(shè)計

　　航站樓設(shè)計是機場規(guī)劃與設(shè)計中的重重之重，規(guī)模的大小，設(shè)施的位置和數(shù)量與旅客在航站樓里的出行體驗密切相關(guān)。由于我國民航事業(yè)的快速發(fā)展，導(dǎo)致航站樓建設(shè)缺少長期的總結(jié)和驗證過程，部分建設(shè)指標(biāo)、流程規(guī)劃、設(shè)施布置不盡合理。將手機信令、機票銷售和樓內(nèi)視頻監(jiān)控等數(shù)據(jù)綜合為大數(shù)據(jù)樣本，通過對歷史數(shù)據(jù)的整理與分析，建立模型，可驗證航站樓規(guī)模是否合適、各種設(shè)備設(shè)施設(shè)置是否合理，甄別出容易成為旅客體驗瓶頸的設(shè)施設(shè)備，為今后的航站樓建設(shè)提供指導(dǎo)和借鑒。

　　(四)基于大數(shù)據(jù)的機場群協(xié)同發(fā)展

　　機場群協(xié)同發(fā)展急需解決的是各機場的客流需求、功能定位、交通配套等問題。由于空域資源緊張，京津冀、長三角、珠三角機場群協(xié)同發(fā)展均已提上議事日程。對于北京、上海、成都這些擁有兩個大型機場的城市，兩場間如何互聯(lián)互通、密切配合則成為了主要的難題。利用旅客出行大數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析與研究可以精準(zhǔn)劃定航空市場的具體范圍，以便確定機場群內(nèi)各機場的功能定位和發(fā)展策略。通過客流預(yù)測可以確定各機場與軌道交通銜接的必要性，明確建設(shè)綜合交通樞紐以及推動空鐵聯(lián)程聯(lián)運發(fā)展的前景，從而全面提升空地一體化發(fā)展水平。”

　　綜上所述，大數(shù)據(jù)技術(shù)在機場規(guī)劃與設(shè)計領(lǐng)域能夠起到重要的作用，具有廣泛的應(yīng)用前景。

　　五、民航大數(shù)據(jù)應(yīng)用存在的問題

　　(一)大數(shù)據(jù)應(yīng)用范圍有限

　　當(dāng)前，大數(shù)據(jù)在民航領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在航空公司和機場兩個部門。其中，航空公司主要將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于航班運行、安全預(yù)警、產(chǎn)品優(yōu)化等方面。機場主要將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于信息查詢、保障管控、機位管理、數(shù)據(jù)可視化分析和機場天氣預(yù)警等方面。由于數(shù)據(jù)分散，難以獲取和整合，機場規(guī)劃和設(shè)計方面尚未有大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用的先例。

　　(二)數(shù)據(jù)信息孤島叢生

　　民航旅客出行的多樣性導(dǎo)致各部門、各系統(tǒng)、各企業(yè)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)大多數(shù)是獨立存儲的，全國尚未建立集中、通暢的數(shù)據(jù)平臺，阻礙了大數(shù)據(jù)整合、分析和應(yīng)用工作的開展。例如，民航旅客在飛機上產(chǎn)生的數(shù)據(jù)由民航部門存儲，在鐵路產(chǎn)生上的數(shù)據(jù)由鐵路部門存儲，在地鐵上產(chǎn)生的數(shù)據(jù)由地鐵運營單位存儲，相互之間無法自由查詢，無法掌握旅客在一次出行中的所有交通信息。這就形成了一個個信息孤島，無法發(fā)揮整合后應(yīng)該產(chǎn)生的效用。

　　(三)數(shù)據(jù)融合困難

　　數(shù)據(jù)融合困難主要表現(xiàn)在兩個方面。一是出行數(shù)據(jù)形式多樣，存在文本、圖片、視頻和位置軌跡等多種非結(jié)構(gòu)化格式。二是數(shù)據(jù)來源多樣，不同的軟件開發(fā)商采用不同的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，對出行數(shù)據(jù)融合造成很大困難。這些都是大數(shù)據(jù)融合過程中需要解決的問題。

　　(四)缺乏專門的大數(shù)據(jù)研究機構(gòu)和人才

　　解決民航業(yè)大數(shù)據(jù)分析問題，通常需要來自數(shù)學(xué)與統(tǒng)計、計算機和民航領(lǐng)域的多學(xué)科專家團(tuán)隊來配合完成，缺一不可。盡管民航業(yè)內(nèi)大數(shù)據(jù)應(yīng)用已開始起步，但值得注意的是，當(dāng)前的大數(shù)據(jù)研究還很初級，并未開展深入復(fù)雜的研究工作。民航業(yè)內(nèi)尚無專門的大數(shù)據(jù)研究機構(gòu)，也未建立人才培養(yǎng)體系，嚴(yán)重制約了民航大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展。

　　六、意見和建議

　　為實現(xiàn)民航強國戰(zhàn)略，促進(jìn)民航事業(yè)發(fā)展，作為行業(yè)最高領(lǐng)導(dǎo)機關(guān)的民航局下一步應(yīng)加強統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，為民航大數(shù)據(jù)發(fā)展做好規(guī)劃、把好方向、搭好框架。著力在以下幾個方面開展工作：

　　一是要聯(lián)合鐵路、公路、城市軌道等部門多方合作，資源共享、互通有無，做好信息整合、數(shù)據(jù)開放工作，促進(jìn)數(shù)據(jù)相互補充和印證。

　　二是在大數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲、處理、應(yīng)用等過程中，應(yīng)制定規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，確保信息安全。

　　三是積極推進(jìn)民航大數(shù)據(jù)重點實驗室、民航技術(shù)創(chuàng)新中心等科技創(chuàng)新平臺的建設(shè)。

　　四是加強人才培養(yǎng)政策研究，推動民航大數(shù)據(jù)創(chuàng)新型科技人才，特別是高端領(lǐng)軍人才的培養(yǎng)。

　　五是設(shè)立專項資金支持民航大數(shù)據(jù)發(fā)展，對相關(guān)平臺建設(shè)與研究給予資金支持，推動大數(shù)據(jù)在民航領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

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