完善运行效率评价指标体系支撑民航高质量发展

---基于大数据分析的航班运行效率评价与建议

摘要：本文从完善运行效率评价指标的角度，围绕“民航发展为人民”、“明确主体责任”、“改进运行理念”的指导思路，搭建了一套涵盖民航“服务人民群众运行品质评价”、“运行效率总体评价”和“主体单位运行效率评价”3个性能领域（KPA）的指标体系。为客观展现民航运行服务品质，科学界定主体运行单位效率，精准定位不同运行阶段短板，有效实施奖惩管理机制提供理论依据。最后，通过15个典型指标（KPI）的大数据分析对民航航班运行效率进行客观评价并就高质高效发展提出建议。

一、 研究背景

十九大指出，我国社会的主要矛盾已经转变为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾[1]。民航业作为国家重要的战略产业，始终致力于服务国家战略，推动经济发展，同时也始终秉承着“人民民航为人民”的行业宗旨，在保障安全的基础上，不断改善服务质量，提升运行效率。2017年民航工作会议上，冯正霖局长以“推动民航高质量发展 开启新时代民航强国建设新征程”为主题，透彻的分析了我国建设民航强国所面临的新形势、新使命，剖析了民航强国建设攻坚期、汇聚期、开拓期八个基本特征的阶段体现，明确了民航强国建设的本质是“高质量的发展”，并对建设新时代民航强国做出了总体部署[2]。

随我国航班量的高速增长，在我国规律性气候影响下 ，今年7月全国民航航班正常率跌至50.76%，8月民航局开始采取了控总量、调结构的宏观政策和措施，严格把控运行总量、科学把握运行标准、持续改进保障能力，强化技术手段支撑。2017年，我国实现了航班起降量928万架次，在三年增速放缓后再次实现10.41%的双位数高速发展，但低于行业总周转量12%的增速，说明行业控总量、调结构的政策初见成效，发展结构逐步优化，由原有的单一依靠航班量拉动增长转变为航班量增长、客座率提高、机队优化、航线网络布局合理等多因素共同驱动的均衡全面发展。全年我国空域航路航线总里程仅增长4.98%（包括大量非繁忙地区），空域资源供给与航空市场需求的矛盾仍然突出，给民航高效运行带来巨大压力。

控总量、调结构的有效实施为民航实现高质量发展赢得了难得的时间窗口，因此，把握这个重要机遇，处理好“安全与发展、安全与效益、安全与正常、安全与服务”四个的关系[3]，深入思考、研究和解决发展短板，切实提高民航整体运行效率，主动适应和引领新时代民航高质量发展是当下关键任务，也是在为下一轮高质高速的发展打基础。

二、 运行效率评价指标体系与航班正常情况统计的关系

我国现行民航航班正常情况统计主要包括航空公司航班正常率、航空公司计划过站时间符合率、机场放行正常率、影响航班不正常原因比例、平均滑行/延误时间等[4]，是航班运行效率评价指标体系的理论基础，也是重要的组成部分。

但运行效率评价指标体系更具有全面性，包括不同的运行主体（机场、航司、空管等），不同运行阶段（离场-滑出-飞行-滑入-进场等），不同空间位置（区域/进近/场面等）等方面指标；公众性，包括人民群众切身相关且简单易懂的运行效率指标；过程性，不仅以延误结果作为唯一判定标准，还包括运行过程中的效率评价。 

三、 搭建运行效率评价体系的指导思想

民航高质量的发展，体现在飞行安全、运行高效、服务优质、发展可持续，运行高效是支撑民航高质量的发展的必要条件。冯正霖局长提出正确处理好“四个关系”并从运行过程的技术规范角度，指明科学规范运行标准是正确处理安全与效率关系的关键，王志清副局长在科学把握运行标准进一步提高空管运行效率工作座谈会提出要统一运行标准、完善考核标准和监督机制[3]，从运行结果的评价管理角度，指明完善统一考核标准是正确处理安全与效率的有效支撑。本文围绕以下指导思想，搭建了民航运行效率评价体系（具体逻辑思路如图1）。

(一) 坚持民航发展为人民的核心思想。

围绕“人民民航为人民”的行业宗旨，深入挖掘“旅客对航班运行效率的真实需求”，制订与人民群众密切相关且简单易懂的社会化、大众化运行效率评价指标（区别于行业专业指标），切实做到真实准确、简单直观的反映旅客的乘机感受，科学精准、方便有效的为民众出行选择提供辅助决策信息。

(二) 完善主体责任明确的考核指标体系。

按照不同运行主体设置运行效率考核指标，客观准确反映不同运行单位运行效率水平及特征，精准定位“哪个部门是短板”，并有效实施奖惩机制。具体分为机场运行效率、航空公司运行效率及空管运行效率三个领域分别制订评价指标。

(三) 强化“廊桥到廊桥”的科学运行管理理念。

从规范制定到奖惩实施，由原来的基于“跑道到跑道”的管理提升到“廊桥到廊桥”的管理，设定不同运行阶段的效率评价指标，精准定位“哪个运行环节是短板”。即从关舱门时间-撤轮档时间-实际起飞时间-实际落地时间-挡轮档时间-开舱门时间-关舱门时间形成闭环，实现对航班全生命周期的运行效率实现精细化管理。

图1 搭建我国民航航班运行效率评价体系总体思路

四、 运行效率评价体系框架及部分指标分析

(一) 民航服务人民群众运行品质情况

从旅客需求角度，需要知情和关注的民航运行效率社会化、大众化指标，主要体现在（1）出行前，了解历史航班运行效率情况以辅助决策出行选择；（2）离港时，精准反映与旅客实际感受直接相关的运行环节效率指标；（3）抵达时，真实评价旅客所乘坐航班与预期的时间偏差。

1. 离场航班机上等待时间（KPI01）

离场航班机上等待时间是与旅客出发时直接感受密切相关的运行环节效率评价指标，也是民航服务人民群众的品质的体现。2016年10月，全国平均离场延误时间最低，但旅客机上等待时间并未降低，占比反而更高，所以用离场延误时间并不能准确的反应旅客的真实感受，机上等待时间更聚焦旅客角度。实际应用中建议按照具体航线、航班等的机上等待时间进行公布。

图2  2016年全国离场航班机上延误时间及占比

2. 航班到港准点率及延误时间（KPI02）

 航班到港准点率及延误时间是反映旅客所乘航班整体运行效率的结果性指标，也是直接体现消费者权益的考核指标。本文受数据源等条件限制，以2016年中国国际航空公司北京-广州的航班为例分析。因雷雨等恶劣天气对航空器的降落阶段影响较大，广州白云机场的到港准点率相对较低。国航航班在广州白云机场的到港准点率普遍低于平均到港准点率，尤其在6、7月份达到全年最低水平。在实际应用中，建议公布各航空公司、各时段、各航班等的历史及实时到港航班准点率和延误时间，方便旅客出行选择。

图3 2016年国航北京-广州航班到港准点率

3. 主要城市对航班运行情况（KPI03）

以中国国际航空公司2016年从北京飞往广州的航班为例，平均飞行时间普遍高于参考飞行时间，且受到季风风向以及风量变化的影响，从北京出发去往广州的航班的飞行时间（起飞机场跑道到落地机场跑道）呈现冬春长、夏秋短的特点，最多相差20分钟。仅以飞行时间为例，建议利用丰富的大数资源掌握旅客对航班运行效率的真实需求，针对热点航线、主要航司、具体航班等的不同季节、时段历史参考飞行时间、延误概率等进行分析公布，为旅客出行选择提供便利的参考依据。

图4  2016年国航北京-广州航班月均飞行时间

(二)  

民航运行效率总体情况

2017年，全年平均航班正常率71.67%，较去年下降5.09个百分点。7月航班正常率一度跌至50.76%， 8月份起，民航积极采取有效措施，航班正常率连续攀升，12月达到88.33%，创近10年来月度新高。

图5  2016-2017年全国航班正常率

相对航班准点率，全国航班平均延误总时间能够更直接地体现机场的运行状态偏差。我国民航长期以来的空域资源供给与民航市场需求之间不充分不平衡的矛盾在今年集中暴露，2017年全国航班平均延误时间与全国航班正常率的总体形势相同，全年平均延误24分钟，较去年增加了8分钟，第四季度实现跨越式反弹,12月平均延误时间降至8分钟。

3. 全国城市对平均飞行时长（KPI06）

平均延误时间主要从延误结果进行判定，但由于标准滑行时间延长、标准航段时间增加等因素影响，大量航班虽未形成延误航班但实际的运行效率也在逐年下降。相对于延误时间，平均飞行时间更能反映航班运行过程的整体效率。2016年虽然全国航班平均进离场延误时间分别下降了16.6%和22.6%，但全国城市对的平均飞行时间136.4分钟比2015年增加了约2分钟，说明虽然正点率提高了，但航班实际运行效率是呈下降趋势的。

图6 2015-2016全国城市对航班平均飞行时间

(三) 民航各主体单位运行效率情况

从主要的运行主体角度分为机场、航空公司及空管运行效率三个领域，其中对航空公司评价侧重于航班计划的执行情况，对机场评价侧重于地面保障能力，对空管评价侧重于航空器各阶段的运行情况，以及评价三大主体之间的协同运行效率等。

1. 机场运行效率指标

机场平均过站时间直接反映机场航班的周转效率，是衡量机场运行效率的主要指标。由于各个机场设施分布、过站流程以及机型占比等均存在差异，造成机场之间固有过站时间的差异，但通过纵向比较可以评价机场运行效率的变化，横向对标也可以查找机场运行效率短板、精准提升机场运行效率。

2016年北京首都、上海浦东与广州白云机场因巨大的周转量，平均过站时间分别高达116、107、96分钟。天津滨海、无锡硕放、北京南苑等一些周转量较小的机场过站时间甚至与广州白云机场相当，暴露出其航班周转能力弱、机场整体运行效率低的发展瓶颈。成都双流、三亚凤凰、珠海金湾等机场较2015年平均过站时间减少了1-2分钟，机场运行效率显著提高。

图7  2016全国45个主要机场过站架次及平均过站时间

机场离场准点率和平均离场延误时间是衡量机场的综合保障能力，及其与航空公司、空管的协同运行能力的主要指标。现行航班正常统计中对主要机场航班放行率有详细统计，因此本文着重以时刻协调机场为例进行分析。

我国21个时刻协调机场日均航班量是非协调机场的20倍，但随着CDM系统的广泛应用，2016年协调机场航班运行效率显著提高，离港准点率达到73.9%，同比增长11.32%，而非协调机场仅增长7.14%，准点率74.8%与协调机场运行效率基本持平。

图8  2016全国45个主要机场离场准点率

（3） 机场离场延误波动（KPI09）

离场延误波动偏差（图9中柱体长度）是在一定时间周期内，机场在各运行场景下航班延误水平的波动区间，反映机场航班延误的可预测性及受控程度。全年性波动越大，说明机场受季节性影响严重；单日波动性越大，说明机场对航班的调节能力越弱。

图中可见，首都机场虽航班量居首却保持较低的离场延误波动，机场运行稳定；珠三角地区机场受恶劣天气影响较严重，离场延误波动普遍较大，可预测性较差。

图9 2016年全国45个主要机场离场延误情况

2. 航空公司运行效率评价

以影子航班比例作为航空公司航班计划执行率的评价指标，即已申请航班时刻，却因各种原因未执行的航班占比。2016年我国虚占时刻的影子航班架次为115万架次，占总计划航班的12.6%，其中5-6月为虚占时刻的高发月份，占比达到14%以上。本文仅以全国影子航班为例分析，建议实际应用中针对各航空公司进行测算，从而直接反映各航司航班执行效率，也可作为奖惩管理的科学依据。

图10  2016全国影子航班架次及占比

现行航班正常情况统计公报中对航空公司计划过站时间符合率和航班正常率的具有详细的统计和分析，因此本文不再展开。

3. 空管运行效率评价

空管运行效率评价分别从不同运行阶段的时间效率（离场-滑出-空中飞行-滑入-进场）和飞行阶段的空间效率（水平距离运行效率、垂直高度层使用效率）。

航班运行周期大致可以分为离场-滑出-空中飞行-滑入-进场五个阶段，精准掌握各阶段的运行效率，可以更精准的定位效率短板进行优化。2016年全国航班在滑入和滑出阶段运行相对稳定，延误较小；飞行阶段的运行偏差非常高，整体在70-80分钟，此阶段对航班延误影响非常大；进离场阶段延误也较大，尤其是6、7月份，偏差在25分钟左右，优化空间很大。

图12 2016年全国航班各阶段运行偏差

水平运行效率通常用延展率来评价，可以分为航路航线的规划效率（静态规划效率）和航空器的实际运行效率（动态运行效率）。如图所示，北京-广州航线的规划延展率接近3%，其他主要城市对延展率均在5%以上，甚至达到9%，而欧美一般在3%左右，说明我国航路网结构规划仍存在较大的优化空间。实际运行的延展率整体较高，运行效率较低，成都-北京航线额外飞行比例高达24%。

图12  2016年全国典型城市对水平飞行效率

注：数据源：2016年10月17日航迹数据。

从全国航班垂直高度剖面的运行效率看，航空器累积飞行时间较长的高度层集中在F220-F260，而欧洲主要集中在F340以上的空域。一方面是由于我国长航程的航班比例不高，另一方面则是由于管制限制等原因造成航班难以在有限时间内连续爬升或下降，无法更充分的利用更高的空域高度。

图13  2016年我国高度层累积           图14  2015年欧洲高度层累积

飞行时间比例分布                      飞行时间比例分布

注：图13数据源为2016年一个典型日数据（无大范围恶劣天气及重大活动）。

五、 结语

本文受研究深度和数据源等因素限制，只列举了部分指标进行分析，数据主要为2016、2017年度数据，但部分只选取了典型日或小样本数据，因此在测算结果上存在一定片面性，后续还需多方支持协同开展精准测算。

受笔者专业背景限制，对于航空公司、机场的运行效率指标选取、数据获取、评价分析等方面都存在缺陷，未完全实现职责明晰，后续还需深入研究。

伴随着我国民航强国的发展进程，大数据、云计算、人工智能等科技的成熟应用，民航运行效率指标体系也将不断与时俱进修订完善，真正能够实现实时、准确、客观、方便的展现我国民航运行效率水平，支撑民航保质增效，服务人民高质出行。

参考文献：

[1]习近平 中国共产党第十九次全国人民代表大会报告[R].2017.10.18

[2]冯正霖 推动民航高质量发展 开启新时代民航强国建设新征程[R].北京：中国民用航空局, 2017.12.27

[3]王志清 在科学把握运行标准进一步提高空管运行效率工作座谈会上的讲话 [2017]3057号[R]. 北京：中国民用航空局, 2017.10.27

[4]交通运输部 航班正常管理规定[2016]56号[R]. 交通运输部,2016.3.24