一种机场运行生命周期预测方法、装置、系统及存储介质

技术领域

本发明涉及一种机场运行生命周期预测方法、装置、系统及存储介质，属于机场运行技术领域。

背景技术

如何缓解现代机场业的持续发展问题是民航业实现可持续发展的重要课题。机场作为城市与国家发展的基础，受到来自多方面因素的共同影响，机场系统的变化也变得复杂且动态。机场运行作为机场发展的核心阶段，受影响作用更强，直接关联机场的生存，从而会为机场的发展带来巨大的压力，因此，机场的运行可持续发展就显得格外重要。

为了实现机场的运行可持续，更好的掌握机场的运行状况，明晰机场的运行环境，了解机场的不同发展阶段成为了机场发展更为迫切的需要。目前，机场生命周期的概念太宽泛，是一种宏观的框架，研究并没有深入机场运行内部探究其发展趋势，同时机场生命周期的研究很少，对于机场生命周期的研究要素单一，缺少对各种影响因素的综合考虑。

机场发展是一个动态的过程，与机场相关的任何变化都有可能影响机场整体的发展趋势，而管理者希望可以延长机场运行的时间，保持机场可持续发展的状态，从而增加效益。因此需要综合分析各种因素对机场发展的影响，动态预测机场运行的发展趋势，确定机场运行的不同发展阶段，为实现机场的运行可持续性提供指导和建议。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机场运行生命周期预测方法、装置、系统及存储介质，能够解决现有技术中存在的机场运行生命周期研究影响因素单一和动态预测不足的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种机场运行生命周期预测方法，包括：

根据机场运行生命周期的影响因素构建机场运行能力结构方程模型，并获取机场运行生命周期与各所述影响因素之间的回归方程；

根据所述机场运行能力结构方程模型和回归方程构建机场运行能力系统动力学模型；

利用所述机场运行能力系统动力学模型对机场运行能力进行预测，获取机场运行能力预测值，并生成机场运行生命周期曲线图。

结合第一方面，进一步的，根据机场运行生命周期的影响因素构建机场运行能力结构方程模型，并获取机场运行生命周期与各所述影响因素之间的回归方程包括：

根据机场运行生命周期的影响因素确定潜在变量及其对应的参数指标；

根据所述潜在变量及其对应的参数指标构建测量模型；

根据各所述潜在变量之间的因果关系构建模型假设，并基于所述模型假设构建结构模型；

由所述测量模型和结构模型共同构成所述机场运行能力结构方程模型，并对所述机场运行能力结构方程模型进行模拟和检验；

根据所述机场运行能力结构方程模型，获取机场运行生命周期与各所述影响因素之间的回归方程。

结合第一方面，进一步的，所述潜在变量包括机场运行能力、机场建设能力、城市发展能力、城市需求能力和宏观环境表现；

所述机场运行能力对应的参数指标包括机场货邮吞吐量、机场旅客吞吐量和机场飞机起降架次；

所述机场建设能力对应的参数指标包括机场航站楼面积和机场跑道长度；

所述城市发展能力对应的参数指标包括机场所在地区GDP、机场所在地区人均可支配收入、机场所在地区旅游收入和机场所在地区第三产业比重；

所述城市需求能力对应的参数指标包括机场所在地区机场密度和机场服务半径城市人口；

所述宏观环境表现对应的参数指标包括国家航空运输支出和受突发事件影响后机场稳定度。

结合第一方面，进一步的，对所述机场运行能力结构方程模型进行模拟包括：将预获取的各所述影响因素对应的数据输入至所述机场运行能力结构方程模型，基于SmartPLS软件，利用偏最小二乘路径法，对所述机场运行能力结构方程模型进行模拟。

结合第一方面，进一步的，对所述机场运行能力结构方程模型进行检验包括：分别对所述测量模型和结构模型进行检验，获取测量模型评价和结构模型评价；

其中，所述测量模型评价包括对所述潜在变量及其对应的参数指标的信效度、唯一度、内部一致性、收敛效度和区别效度的评价；所述结构模型评价包括对所述结构模型的解释能力和路径系数的评价。

结合第一方面，进一步的，所述结构模型的表达式为：

AO＝A

其中，AO为机场运行能力，AC为机场建设能力，UD

机场运行生命周期与各所述影响因素之间的回归方程包括：

机场运行生命周期在机场运行能力维度与各所述影响因素之间的回归方程：

机场运行生命周期在机场建设能力维度与各所述影响因素之间的回归方程：

机场运行生命周期在城市发展能力维度与各所述影响因素之间的回归方程：

机场运行生命周期在城市需求能力维度与各所述影响因素之间的回归方程：

机场运行生命周期在宏观环境表现维度与各所述影响因素之间的回归方程：

其中，D

结合第一方面，进一步的，根据所述机场运行能力结构方程模型和回归方程构建机场运行能力系统动力学模型包括：

根据所述机场运行能力结构方程模型，利用Vensim PLE软件平台绘制所述潜在变量及其对应的参数指标之间的因果关系图；

根据所述因果关系图，利用Vensim PLE软件平台绘制机场运行能力系统流图；

根据所述回归方程构建系统动力学方程，并将所述系统动力学方程输入至所述机场运行能力系统流图，获取机场运行能力系统动力学模型。

第二方面，本发明提供一种机场运行生命周期预测装置，包括：

机场运行能力结构方程模型构建模块：用于根据机场运行生命周期的影响因素构建机场运行能力结构方程模型，并获取机场运行生命周期与各所述影响因素之间的回归方程；

机场运行能力系统动力学模型构建模块：用于根据所述机场运行能力结构方程模型和回归方程构建机场运行能力系统动力学模型；

机场运行生命周期预测模块：用于利用所述机场运行能力系统动力学模型对机场运行能力进行预测，获取机场运行能力预测值，并生成机场运行生命周期曲线图。

第三方面，本发明提供一种机场运行生命周期预测系统，包括处理器及存储介质；

所述存储介质用于存储指令；

所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据第一方面任一项所述方法的步骤。

第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面任一项所述方法的步骤。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的机场运行生命周期预测方法，根据机场运行生命周期的影响因素构建机场运行能力结构方程模型，获取机场运行生命周期与各所述影响因素之间的回归方程，进而构建机场运行能力系统动力学模型，对机场运行能力进行预测，确定影响因素之间的因果关系与路径系数，综合描述了多种影响因素对机场运行能力的影响，完善了机场运行能力的影响因素分析，为机场运行发展提供指导。基于各影响因素之间的因果关系构建的机场运行能力系统动力学模型，能够预测机场运行能力随时间的变化趋势，形成机场运行生命周期曲线图，进而确定机场运行发展的不同阶段，为机场确定自身发展状态提供参考依据，促进机场的可持续发展。

附图说明

图1是本发明实施例提供的机场运行生命周期预测方法流程图；

图2是本发明实施例提供的机场运行能力结构方程模型示意图；

图3是本发明实施例提供的机场运行生命周期曲线示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本申请的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

实施例1：

图1是本实施例提供的一种机场运行生命周期预测方法流程图，本流程图仅仅示出了本实施例方法的逻辑顺序，在互不冲突的前提下，可以以不同于图1所示的顺序完成所示出或描述的步骤。

本实施例提供的机场运行生命周期预测方法可应用于终端，可以由机场运行生命周期预测装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，该装置可以集成在终端中，例如：任一具备通信功能的平板电脑或计算机设备。参见图1，本实施例的方法具体包括如下步骤：

步骤一：根据机场运行生命周期的影响因素构建机场运行能力结构方程模型，并获取机场运行生命周期与各影响因素之间的回归方程；

根据机场运行生命周期的影响因素构建机场运行能力结构方程模型，并获取机场运行生命周期与各影响因素之间的回归方程包括如下步骤：

步骤①：根据机场运行生命周期的影响因素确定潜在变量及其对应的参数指标；

本实施例中，机场运行生命周期的定义包括发展目标、限制条件、时间范围和空间范围，机场在以可持续发展为目标的运行过程中，受到来自机场、城市和国家等多方面因素的共同影响，相互限制，形成具有明显特征的不同发展阶段，横跨从机场出现到退出市场的整个过程。

根据机场运行生命周期的定义，基于机场可持续发展理念，确定机场运行生命周期在机场运行能力、机场建设能力、城市发展能力、城市需求能力和宏观环境表现五个维度的影响因素，反映机场运行能力。

本实施例中，潜在变量包括机场运行能力、机场建设能力、城市发展能力、城市需求能力和宏观环境表现。

机场运行能力对应的参数指标包括机场货邮吞吐量、机场旅客吞吐量和机场飞机起降架次。

机场建设能力对应的参数指标包括机场航站楼面积和机场跑道长度。

城市发展能力对应的参数指标包括机场所在地区GDP、机场所在地区人均可支配收入、机场所在地区旅游收入和机场所在地区第三产业比重。

城市需求能力对应的参数指标包括机场所在地区机场密度和机场服务半径城市人口。

宏观环境表现对应的参数指标包括国家航空运输支出和受突发事件影响后机场稳定度。

本实施例中，机场所在地区机场密度的计算公式为：

其中，N

本实施例中，机场所在地区机场密度根据各机场开航时间统计获取。

机场服务半径城市人口的计算公式为：

其中，N

本实施例中，机场潜在服务城市的常住人口数量根据各城市统计年鉴获取。

国家航空运输支出的计算公式为：

DF＝ICF+AMF

其中，DF为民航发展基金支出，ICF为民航基础设施建设基金支出，AMF为民航机场管理建设支出。

机场受突发事件影响的计算公式为：

其中，P

本实施例中，可以根据实际情况具体设定。

受突发事件影响后机场稳定度的计算公式为：

S＝C-I

其中，S为受突发事件影响后机场稳定度，C为常量，当C＜I时，S为负值，表示机场自身保护能力不强，在遭遇突发事件影响后运行能力逐渐崩溃，当C＞I时，S为正值，表示机场自身保护能力较强，在遭遇突发事件影响后仍能较好的运行。

步骤②：根据潜在变量及其对应的参数指标构建测量模型；

步骤③：根据各潜在变量之间的因果关系构建模型假设，并基于模型假设构建结构模型；

本实施例中，模型假设包括：

假设1：机场建设会对机场运行产生积极影响；

假设2：城市发展会对机场建设产生积极影响；

假设3：城市发展会对城市需求产生积极影响；

假设4：城市需求会对机场建设产生积极影响；

假设5：城市需求会对机场运行产生积极影响；

假设6：宏观环境会对机场运行产生积极影响。

本实施例中，基于各模型假设构建结构模型，结构模型如图2所示。

步骤④：由测量模型和结构模型共同构成机场运行能力结构方程模型，并对机场运行能力结构方程模型进行模拟和检验；

本实施例中，对机场运行能力结构方程模型进行模拟包括：将预获取的各影响因素对应的数据输入至机场运行能力结构方程模型，基于Smart PLS软件，利用偏最小二乘路径法，对机场运行能力结构方程模型进行模拟。

对机场运行能力结构方程模型进行检验包括：分别对测量模型和结构模型进行检验，获取测量模型评价和结构模型评价。

其中，测量模型评价包括对潜在变量及其对应的参数指标的信效度、唯一度、内部一致性、收敛效度和区别效度的评价；结构模型评价包括对结构模型的解释能力和路径系数的评价。

步骤⑤：根据机场运行能力结构方程模型，获取机场运行生命周期与各影响因素之间的回归方程。

本实施例中，结构模型的表达式为：

AO＝A

其中，AO为机场运行能力，AC为机场建设能力，UD

机场运行生命周期与各影响因素之间的回归方程包括：

(1)机场运行生命周期在机场运行能力维度与各影响因素之间的回归方程：

(2)机场运行生命周期在机场建设能力维度与各影响因素之间的回归方程：

(3)机场运行生命周期在城市发展能力维度与各影响因素之间的回归方程：

(4)机场运行生命周期在城市需求能力维度与各影响因素之间的回归方程：

(5)机场运行生命周期在宏观环境表现维度与各影响因素之间的回归方程：

其中，D

步骤二：根据机场运行能力结构方程模型和回归方程构建机场运行能力系统动力学模型；

根据机场运行能力结构方程模型和回归方程构建机场运行能力系统动力学模型包括如下步骤：

步骤A：根据机场运行能力结构方程模型，利用Vensim PLE软件平台绘制潜在变量及其对应的参数指标之间的因果关系图；

步骤B：根据因果关系图，利用Vensim PLE软件平台绘制机场运行能力系统流图；

步骤C：根据回归方程构建系统动力学方程，并将系统动力学方程输入至机场运行能力系统流图，获取机场运行能力系统动力学模型。

步骤三：利用机场运行能力系统动力学模型对机场运行能力进行预测，获取机场运行能力预测值，并生成机场运行生命周期曲线图。

本实施例中，对步骤二构建的机场运行能力系统动力学模型进行有效性和灵敏性检验，并利用步骤二构建的机场运行能力系统动力学模型对机场运行能力进行预测，获取机场运行能力预测值。

预测时，设置不同情景模式下的参数对机场运行能力系统动力学模型进行仿真，获取不同情景模式下的机场运行能力预测值，并生成机场运行生命周期曲线图，根据机场运行生命周期曲线图确定机场运行发展的不同阶段。

如图3所示，根据机场运行生命周期曲线图中拐点的位置对机场运行生命周期曲线进行分段，结合机场运行的发展过程，将机场运行分为萌芽期、成长期、成熟期和衰退期四个阶段。

图3中，曲线a和曲线b表示两个建设基础相当的机场的不同发展趋势，曲线b和曲线c表示两种不同类型机场的发展趋势。

本实施例提供的机场运行生命周期预测方法，根据机场运行生命周期的影响因素构建机场运行能力结构方程模型，获取机场运行生命周期与各所述影响因素之间的回归方程，进而构建机场运行能力系统动力学模型，对机场运行能力进行预测，确定影响因素之间的因果关系与路径系数，综合描述了多种影响因素对机场运行能力的影响，完善了机场运行能力的影响因素分析，为机场运行发展提供指导。基于各影响因素之间的因果关系构建的机场运行能力系统动力学模型，能够预测机场运行能力随时间的变化趋势，实现对机场运行能力的动态预测，形成机场运行生命周期曲线图，进而确定机场运行发展的不同阶段，为机场确定自身发展状态提供参考依据，促进机场的可持续发展。

实施例2：

本实施例提供一种机场运行生命周期预测装置，包括：

机场运行能力结构方程模型构建模块：用于根据机场运行生命周期的影响因素构建机场运行能力结构方程模型，并获取机场运行生命周期与各影响因素之间的回归方程；

机场运行能力系统动力学模型构建模块：用于根据机场运行能力结构方程模型和回归方程构建机场运行能力系统动力学模型；

机场运行生命周期预测模块：用于利用机场运行能力系统动力学模型对机场运行能力进行预测，获取机场运行能力预测值，并生成机场运行生命周期曲线图。

本申请实施例所提供的机场运行生命周期预测装置可执行本申请任意实施例所提供的机场运行生命周期预测方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例3：

本实施例提供一种系统，包括处理器及存储介质；

存储介质用于存储指令；

处理器用于根据指令进行操作以执行实施例1中方法的步骤。

实施例4：

本实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现实施例1中方法的步骤。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本申请的保护范围。