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基于灰色聚类方法的山东省通用机场布局规划评价

2019-12-26赵明明

西安航空学院学报 2019年5期
关键词:聚类布局山东省

赵明明,王 龙

(滨州学院 机场学院,山东 滨州 256300)

0 引言

众所周知,通用航空在欧美国家发展已经比较成熟,相比较而言,我国通用航空虽然起步较晚,但是得益于中央一系列促进通航发展的政策、措施,近年来,通用航空如雨后春笋般在中国大地快速发展。通航的发展必然要借助通用机场,而一个区域内通用机场的布局是否科学、合理,必将影响当地经济的发展。

国内外关于通用机场布局的研究主要集中在两个方面:

一是通用机场布局规划的影响因素研究及存在问题原因。符馨元[1]从经济社会发展、通航产业发展、通用机场功能定位、区域综合交通发展情况以及军方对空域管控因素等5个方面分析了对通用机场布局规划的影响;冯广东[2]分析了导致我国通用机场分布不平衡、不匹配、不协调的原因。

二是通用机场规划布局的方法。

吕人力[3]提出了基于业务需求的两阶段通用机场规划法,即第一阶段形成备选的通用机场布局方案集;第二阶段从公平合理、业务支撑、安全可行三个维度,对选址布局方案进行优化;周小卉[4]运用覆盖度法、机场密度法、航空需求法等综合预测通用机场规模,并以连云港为例,研究其通用机场布局方案;Liang Qiao, Liang Zhang[5]运用综合加权法与灰色模糊理论对通用机场选址进行了评价。

根据国内外学者的研究,尚没有人对通用机场的布局规划进行评价。所以本文旨在通过对通用机场布局规划评价,发现现有布局规划可以改进的地方,使通用机场布局规划更加科学、合理,更能带动区域经济发展。

1 山东通用机场布局现状及规划布局

1.1 山东省通用机场布局现状

山东省现有8个颁证通用机场,如表1所示。为了保证评价的客观、公正,避免城市发展水平差异对评价结果的影响,此处将山东省划分为3个区域,分别是鲁东地区、鲁西北地区和鲁南地区。

表1 山东省通用机场布局现状

1.2 山东省通用机场规划布局情况

山东省通用机场规划布局(2018-2035年)分为三个阶段:近期(2018-2022年)、中期(2023-2025年)、远期(2026-2035年)。截止到2022年,山东省共规划34个通用机场,表2和图1分别为17地市(《山东省民用机场布局规划》发布时,莱芜市还没有划归济南市)规划的通用机场数量及其分布情况。

表2 山东省各通用机场规划布局情况(截止到2022年)

图1山东省通用机场布局规划图(截止到2022年)

2 评价指标体系的建立

2.1 评价指标选取

在评价过程中,指标体系的构建是整个评价过程的基础工作,评价指标选取的合理与否会直接影响评价结果。因此,依据《山东省民用机场布局规划》中坚持战略导向、科学合理布局、集约协同发展、确保持续安全的布局原则,以及《通用航空经营许可管理规定》中对通用航空应用范围(甲类、乙类、丙类、航空俱乐部类)[6]的阐释,本文选取指标时主要考虑两个方面:一是通用机场所在地区的经济发展水平、人口数量、交通便利性等;二是所在地区的通用航空应用范围情况,如农林业、工业、通航产业的发展状况,飞行培训、航空体育学校的开设情况,旅游资源情况以及商务出行情况等[4,7,8]。因此本文选取评价指标如表3所示。

表3 评价指标体系

2.2 评价等级标准值的确定

此处将山东省通用机场布局规划评价分为“良好”“一般”“较差”三个等级。根据社会经济发展的一般规律,将2015年每个区域包含地市的某个指标和的平均值作为现状(“较好”的指标等级),与2010年每个区域包含地市的某个指标和的平均值(“一般”的指标等级)作为对比,随着经济、科技水平的提高,各指标数据会相应增加或减少,所以以现状的3%递增或递减作为“好”的等级标准值[9](见表4)。后文中数据均是某年该区域内各地市该指标值的和。

表4 山东省通用机场规划布局评价标准值

3 山东省通用机场布局规划的灰色聚类评价

3.1 灰色聚类方法

灰色聚类方法是将评价结果分为k个灰类(评价等级),根据白化函数计算每个聚类对象(评价对象)对每个聚类指标(评价指标)的白化值(实际值,无量纲化),以及每个指标对每个灰类的聚类权,根据白化值和聚类权判断聚类对象属于哪一个灰类。该方法的优点在于各指标对各灰类的权重值不是人为主观确定的,而是在评价过程中自动产生的,因此降低了评价过程中主观观念的影响[10]。

3.2 山东省通用机场布局规划灰色聚类模型构建

3.2.1 确定基本参数

令聚类对象为i,聚类指标为j,聚类灰类为k。在本案例中,聚类对象包括鲁东地区、鲁西北地区、鲁南地区,即i=1,2,3;聚类指标共有7个,即j=1,2,3……7;聚类灰类(评价等级)为3个,分别是好、较好、一般。

按照表2的区域划分,将2018年山东省17地市的各指标数据进行求和统计,得到表5。

表5 2018年各评价指标实际值

*数据来源:山东省各地市各年的国民经济和社会发展统计公报、中华人民共和国工业和信息化部官网公布的“国家新型工业化产业示范基地”、通用航空管理系统公布的《通用航空企业汇总表》《非经营性通用航空登记单位汇总表》

3.2.2 指标数值无量纲化处理

由于指标实际值与分级标准值的量纲各不相同,因此不具有可比性,所以评价之前要进行无量纲化处理。对指标实际值,通过指标实际值与灰类“较好”等级标准值的比值获得;对指标评价标准值,通过指标评价标准值与灰类“较好”等级标准值的比值获得。无量纲化处理结果如表6所示。

表6 各评价指标及评价标准值无量纲化处理结果

3.2.3 求白化矩阵

根据无量纲化处理后的数据,得到白化数矩阵

3.2.4 确定白化函数

3.2.5 求各指标j在各聚类k的聚类权ηik

聚类权是指各指标j对各个灰类的权重,也就是标准权

计算结果如表7所示:

表7 聚类权计算结果

3.2.6 求聚类系数αik,并构造聚类向量αi*

聚类系数是指各聚类对象对各个灰类的权重,也就是实际权,计算结果如下:

αi={αi1,αi2,…,αip} (5)

表8 聚类对象的灰类及对应的聚类系数

3.2.7 确定综合等级

作聚类分析,在聚类向量αi中求最大的元素αik,则该区域通用机场布局规划属于最大元素所在的等级。由表8可知,鲁东地区、鲁西北地区、鲁南地区的最大灰色聚类系数分别为0.57、0.56、0.47,其通用机场布局规划等级分别为“较好”“较好”“一般”。

根据统计数据分析,2018年,鲁东地区的GDP总量、接待国内外游客数量、国家新型工业化产业示范基地、通航企业数量远超三个区域的平均水平,但是常驻人口数量、颁证通用机场数量、粮食播种面积却低于平均水平。在这种情况下,到2022年,鲁东地区规划通用机场数量最多,所以鲁东地区通用机场布局规划水平“较好”。

根据统计数据分析,2018年,鲁西北地区常驻人口数量、颁证通用机场数量、粮食播种面积远超三个区域的平均水平,而且其GDP总量、接待国内外游客数量、国家新型工业化产业示范基地、通航企业数量也在平均水平之上。在这种情况下,到2022年,鲁西北地区规划的通用机场数量却少于鲁东地区,所以鲁东地区通用机场布局规划水平“较好”。

根据统计数据分析,2018年,鲁南地区尽管在GDP总量、颁证通用机场数量、国家新型工业化产业示范基地、通航企业数量几个指标上略低于平均水平,但是人口数量、粮食播种面积、接待国内外游客数量都远超平均水平。在这种情况下,到2022年,规划的通用机场数量最少,所以鲁南地区通用机场布局规划水平“一般”。

4 结论及建议

根据评价结果和以上分析,为了加快山东省新旧动能转换的步伐,对山东省通用机场布局规划提出三点建议:(1)鲁东地区规划通用机场数量足够,建议以航空旅游和工业为主营业务;(2)鲁西北地区规划通用机场数量偏少,建议增加通用机场数量,同时重点发展通用航空在农业、工业、旅游业的应用;(3)鲁南地区规划通用机场数量也偏少,同样建议增加通用机场数量,同时发展通用航空在农业、工业、旅游业的应用。希望上述建议能为山东省民航事业的发展添砖加瓦。

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