隨著我國民航事業的快速發展，機場規劃和設計在新時期面臨新的形勢，遇到了新的問題。傳統機場規劃與設計方法在工程實踐中存在諸多局限，大數據的發展為這些問題的解決提供了新的思路和方法，本文詳細分析了機場規劃設計領域存在的不足，結合大數據技術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(ICT: Information and Communication Technology)的快速發展，大量接入互聯網的智能終端設備(智能手機、RFID、無線傳感器、視頻設備等)時時刻刻都在產生并傳播海量的信息數據。2017年3月，國際數據公司(IDC)發布的報告《數據時代2025》預測，到2025年，全球數據圈將擴展至163ZB(1ZB等于1萬億GB)，相當于2016年所產生16.1ZB數據的十倍。中國互聯網絡信息中心(CNNIC)發布的第40次《中國互聯網絡發展狀況統計報告》顯示，截至2017年6月，中國網民規模達到7.51億，互聯網普及率為54.3%。手機網民占比達96.3%，移動互聯網主導地位進一步確立。以互聯網為代表的數字技術正在加速與經濟社會各領域深度融合，成為構建國家競爭新優勢的重要推動力。

　　中共中央政治局2017年12月8日就實施國家大數據戰略進行第二次集體學習。習近平總書記在主持學習時強調，大數據發展日新月異，我們應該審時度勢、精心謀劃、超前布局、力爭主動，深入了解大數據發展現狀和趨勢及其對經濟社會發展的影響，分析我國大數據發展取得的成績和存在的問題，推動實施國家大數據戰略，更好服務我國經濟社會發展和人民生活改善。這意味著我國已將大數據提高到了國家戰略層面。

　　當前，網絡已成為社會經濟發展不可或缺的平臺，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據成為可能，民航的“大數據時代”已經到來。大數據時代的到來意味著思維方式的變革，基于全樣本的大數據挖掘技術可以提供全視角觀察能力，創新工作思路和方法，把握機場發展總體規律，將成為未來機場規劃與建設的新方向，為因業務量持續增長而日益復雜的機場規劃與設計提供了強大的數據支撐，進而指導機場規劃設計理論與方法的創新。

　　二、我國民用運輸機場發展趨勢

　　近年來，全球經濟一體化不斷深入，我國社會經濟持續發展，人民生活水平進一步提高，航空旅客出行需求快速增加。使我國民用運輸機場呈現以下三個方面的發展趨勢：

　　(一)大型機場逐漸增多

　　據初步統計，2017年我國4000萬旅客吞吐量以上機場達到8個，2000萬旅客吞吐量以上機場達到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年民航機場生產統計公報》(機場吞吐量排名)

　　(二)機場群協同發展展露頭角

　　城市間高速公路和高速鐵路網絡等交通基礎設施的不斷加密和完善使城市群內機場聯系更加緊密，也使群內機場協同服務群內旅客成為可能。2017年11月27日，國家發改委、民航局印發《推進京津冀民航協同發展實施意見》的通知，提出建設京津冀世界級機場群，全面提升京津冀區域航空保障能力和運輸服務水平，為京津冀協同發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《關于共同推進長三角地區民航協同發展努力打造長三角世界級機場群合作協議》，提出努力建成長三角世界級機場群，走出一條民航與區域經濟社會協調發展的新路，為長三角世界級城市群建設和實現民航強國戰略提供可靠支撐。

　　在實際運營中，石家莊機場利用航線和價格優勢，依托高鐵的便利性，打通了旅客“經石進京、經石離京”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，空鐵聯運客流量達73.77萬人次，占比7.7%。其中，進出北京的空鐵聯運旅客占比30%。

　　(三)機場發展大型化、復雜化趨勢明顯

　　旅客吞吐量的持續增長必然導致機場規模的增大，旅客出行需求的多樣化促使很多機場開始開展“多式聯運”服務，這使機場本身的功能和布局更趨復雜。以機場為核心的綜合交通樞紐規劃逐漸成為機場總體規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、當前機場規劃設計領域存在的問題

　　國內機場發展趨勢的變化為規劃和設計提出了新的問題，帶來了新的挑戰。具體表現在以下幾個方面：

　　(一)傳統業務量預測方法已不適應新的形勢

　　航空業務量預測是機場規劃和設計的基礎，不同的航空業務量預測對應不同的機場規模、跑道構型、航站樓流程及綜合交通配置。準確的航空業務量預測對機場規劃的科學性、合理性、經濟性和可持續發展性具有重要的作用。設計人員要根據現有資料對未來的航空業務量作出預測，根據預測結果確定機場所需各項設施的規模和等級，進而安排合理的分期建設計劃。

　　傳統的預測方法有專家判斷法、類比法、趨勢外推法、計量經濟法和市場分析法等。地面交通的快速發展，使得機場的服務半徑得到極大擴展，航空運輸市場的影響因素大為增加。由于傳統的預測方法過于簡化，無法同時考慮較多的影響因素，導致預測結果很難確定，且對預測結果缺乏數據上和邏輯上的有力支撐。目前，全國不少大型機場出現了建設進度跟不上旅客出行需求增長的窘境，導致機場總體規劃短期內一變再變，規劃的科學性和嚴肅性受到損害。

　　(二)機場群協同效應有待加強

　　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營，交通緊密銜接。

　　目前我國幾大機場群的協同發展已提上議事日程，但主要機場間尚未實現軌道互聯互通，更沒有形成較強的融合發展態勢，機場群協同發展還有很大的進步空間。

　　(三)綜合交通樞紐建設銜接不暢

　　截至2017年底，我國高鐵運營里程已達2.2萬公里，“四縱四橫”網絡基本搭建完成。高速鐵路的迅猛發展為長途航線帶來了新的客流。鐵路與航空的結合促進了航空樞紐發展理念的革新。機場正由單純供航空器起降的交通基礎設施逐步轉變為航空與高速鐵路、城市軌道、公路運輸等方式緊密結合，一體化發展的綜合交通樞紐。

　　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均與缺乏完整的出行數據有關。因此，獲取盡可能詳盡的數據，從數據中研究并提取有用信息成為機場規劃與設計中迫切需要解決的關鍵問題。

　　四、大數據在機場規劃設計中的應用方向

　　運用快速發展的現代信息技術可以獲取航空旅客出行的完整數據，能夠全面把握旅客出行習慣。全樣本數據，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性的認識，擴展了研究領域，增強了研究工作的客觀性，從而可以在眾多方面為機場規劃與設計提供幫助。

　　(一)以大數據為基礎的機場布局規劃

　　機場布局包括兩個內容，一是明確機場的空間分布，二是確定各機場相應的規模。機場布局時要考慮運輸需求、區域發展、搶險救災和國防戰略等需要，其中，運輸需求是主要考慮的因素。我國民航發展區域失衡嚴重，京津冀、長三角、珠三角等地區機場密集、空域資源緊張，已形成的多機場系統需要協同發展，而西部地區，特別是部分旅游資源較為豐富的地區仍存在服務盲區。未來較短時間內我國還要大量建設機場，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劃方法。

　　以運量為基礎的機場規劃布局方法需要充足的數據。規劃時不僅要以城鎮社會經濟發展為依據，還要考慮機場輻射所及地區的出行需求。通過大數據可以詳盡掌握某一區域已有的旅客出行量、出行距離、出行方式及社會經濟的發展水平等數據，建立相應模型后可以確定機場合理的區位、未來的規模和建設的時序，將大大提高布局規劃的科學性和合理性。

　　(二)以大數據為基礎的機場綜合交通樞紐規劃

　　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、網約車等多種交通方式交匯的場所，是實現旅客和貨物空陸轉換的重要設施。規劃目的是在各種交通方式并存條件下方便乘客、平衡客流，提高機場的轉換效率和服務水平。因此，設施的布局，流線的設計和優化就變得非常重要，這同樣少不了大量基礎數據的支撐。

　　(三)以大數據為基礎的航站樓設計

　　航站樓設計是機場規劃與設計中的重重之重，規模的大小，設施的位置和數量與旅客在航站樓里的出行體驗密切相關。由于我國民航事業的快速發展，導致航站樓建設缺少長期的總結和驗證過程，部分建設指標、流程規劃、設施布置不盡合理。將手機信令、機票銷售和樓內視頻監控等數據綜合為大數據樣本，通過對歷史數據的整理與分析，建立模型，可驗證航站樓規模是否合適、各種設備設施設置是否合理，甄別出容易成為旅客體驗瓶頸的設施設備，為今后的航站樓建設提供指導和借鑒。

　　(四)基于大數據的機場群協同發展

　　機場群協同發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、珠三角機場群協同發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，兩場間如何互聯互通、密切配合則成為了主要的難題。利用旅客出行大數據，通過數據分析與研究可以精準劃定航空市場的具體范圍，以便確定機場群內各機場的功能定位和發展策略。通過客流預測可以確定各機場與軌道交通銜接的必要性，明確建設綜合交通樞紐以及推動空鐵聯程聯運發展的前景，從而全面提升空地一體化發展水平。”

　　綜上所述，大數據技術在機場規劃與設計領域能夠起到重要的作用，具有廣泛的應用前景。

　　五、民航大數據應用存在的問題

　　(一)大數據應用范圍有限

　　當前，大數據在民航領域的應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據技術應用于航班運行、安全預警、產品優化等方面。機場主要將大數據技術應用于信息查詢、保障管控、機位管理、數據可視化分析和機場天氣預警等方面。由于數據分散，難以獲取和整合，機場規劃和設計方面尚未有大數據技術應用的先例。

　　(二)數據信息孤島叢生

　　民航旅客出行的多樣性導致各部門、各系統、各企業設備之間的數據大多數是獨立存儲的，全國尚未建立集中、通暢的數據平臺，阻礙了大數據整合、分析和應用工作的開展。例如，民航旅客在飛機上產生的數據由民航部門存儲，在鐵路產生上的數據由鐵路部門存儲，在地鐵上產生的數據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，無法發揮整合后應該產生的效用。

　　(三)數據融合困難

　　數據融合困難主要表現在兩個方面。一是出行數據形式多樣，存在文本、圖片、視頻和位置軌跡等多種非結構化格式。二是數據來源多樣，不同的軟件開發商采用不同的數據庫結構，對出行數據融合造成很大困難。這些都是大數據融合過程中需要解決的問題。

　　(四)缺乏專門的大數據研究機構和人才

　　解決民航業大數據分析問題，通常需要來自數學與統計、計算機和民航領域的多學科專家團隊來配合完成，缺一不可。盡管民航業內大數據應用已開始起步，但值得注意的是，當前的大數據研究還很初級，并未開展深入復雜的研究工作。民航業內尚無專門的大數據研究機構，也未建立人才培養體系，嚴重制約了民航大數據技術的發展。

　　六、意見和建議

　　為實現民航強國戰略，促進民航事業發展，作為行業最高領導機關的民航局下一步應加強統籌協調，為民航大數據發展做好規劃、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、數據開放工作，促進數據相互補充和印證。

　　二是在大數據采集、傳輸、存儲、處理、應用等過程中，應制定規范和標準，確保信息安全。

　　三是積極推進民航大數據重點實驗室、民航技術創新中心等科技創新平臺的建設。

　　四是加強人才培養政策研究，推動民航大數據創新型科技人才，特別是高端領軍人才的培養。

　　五是設立專項資金支持民航大數據發展，對相關平臺建設與研究給予資金支持，推動大數據在民航領域廣泛應用。

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