海南地區(qū)航空物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展影響因素實證研究與預(yù)測分析

張 玉，陳娜娜，周 益 （海口經(jīng)濟(jì)學(xué)院 時代旅航管理學(xué)院，海南 海口 571127）

自貿(mào)港建設(shè)以來，海南貨物貿(mào)易進(jìn)出口總值持續(xù)快速增長，對國內(nèi)消費市場的輻射范圍與作用逐漸顯現(xiàn)，促使對高附加值、高時效性的“雙高型”貨物運輸需求不斷增加。作為海南現(xiàn)代物流業(yè)重要組成部分的航空物流業(yè)，憑借“雙效高質(zhì)”的運輸特點、得天獨厚的地理資源、內(nèi)外部交通等發(fā)展優(yōu)勢，在海南持續(xù)優(yōu)化物流產(chǎn)業(yè)布局、加快物流園區(qū)建設(shè)、打造國際化物流設(shè)施體系的發(fā)展態(tài)勢下，進(jìn)入了新的發(fā)展時期。航空物流基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，定位于國際貨運的東方機(jī)場已選定預(yù)選場址，順豐、圓通等大型航空物流企業(yè)建設(shè)入駐，臨空產(chǎn)業(yè)聚集效應(yīng)初顯，航空運輸網(wǎng)絡(luò)的連通性和結(jié)構(gòu)性得到改善，2021年海南地區(qū)民航貨郵吞吐量漲幅達(dá)17.9%，增幅位居全國第三。

續(xù) 表

以加快海南地區(qū)航空物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展為目標(biāo)，研究影響海南地區(qū)航空物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展的因素以及對其發(fā)展趨勢進(jìn)行客觀預(yù)測，對于探究海南地區(qū)航空物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵點，切實提高海南地區(qū)航空物流產(chǎn)業(yè)的運輸服務(wù)能力，助力海南自貿(mào)港建設(shè)有重大、長遠(yuǎn)的意義。

1 灰色關(guān)聯(lián)聚類原理

灰色聚類是根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)矩陣或灰數(shù)的白化權(quán)函數(shù)將多個觀測指標(biāo)劃分成若干個可定義類別的方法。灰色關(guān)聯(lián)聚類主要用于同類因素的歸并，以使復(fù)雜系統(tǒng)簡化。通過灰色關(guān)聯(lián)聚類，可以判斷多因素中是否有若干個因素關(guān)系密切，使研究者既能夠用這些因素的綜合平均指標(biāo)或其中的某一個因素來代表幾個因素，又使信息不受嚴(yán)重?fù)p失，是屬于系統(tǒng)變量的刪減問題[1]。灰色關(guān)聯(lián)聚類可以按照下列步驟進(jìn)行。

步驟一：標(biāo)準(zhǔn)化原始序列。設(shè)有n個觀測對象，每個觀測對象有m個特征數(shù)據(jù)，得到原始數(shù)據(jù)序列如下：

由于各因素的物理意義不同，因此數(shù)據(jù)的量綱也不一定相同。為了能得到比較準(zhǔn)確的結(jié)論，一般先要對各個因素的初始數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化處理，以消除量綱的影響，得到新的數(shù)據(jù)序列。有的因素指標(biāo)值越大越好，稱之為效益因素，有的因素指標(biāo)值越小越好，稱之為成本因素。

步驟二：計算灰色絕對關(guān)聯(lián)度。設(shè)序列Xi'與Xj'長度相同，且皆為1-時距序列，令，。

分別是序列Xi'與Xj'的始點零化像，其中則對所有的i≤j，i，j=1，2，...，m，按照下列公式計算出Xi與Xj的灰色絕對關(guān)聯(lián)度εij，其中：

步驟四：對特征指標(biāo)進(jìn)行聚類。確定臨界值r∈[0，1]，根據(jù)要求選取適當(dāng)?shù)膔的值且r＞0.5，當(dāng)εiijj≥r(i≠j)時，則認(rèn)為Xi與Xj具有同一類屬性。稱特征指標(biāo)在臨界值r下的分類為r灰色關(guān)聯(lián)聚類。一般r的值都是根據(jù)實際航空物流業(yè)問題的要求確定，r越小，分類越粗，r越大，分類越細(xì)。

2 海南地區(qū)航空物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展影響因素指標(biāo)的選取

發(fā)展影響因素眾多，結(jié)合國內(nèi)外學(xué)者對航空物流業(yè)的影響因素分析與指標(biāo)的選取[2-4]，對自貿(mào)港建設(shè)中可能對航空物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展影響較大的指標(biāo)進(jìn)行選取。基于運輸經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，從需求與供給兩個角度較為全面地選取2011—2020年可能影響航空物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指標(biāo)，見表1、表2。

表1 影響海南地區(qū)航空物流需求規(guī)模的相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)表（2011—2020 年）

表2 影響海南地區(qū)航空物流供給的相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)表（2011—2020 年）

3 海南地區(qū)航空物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展影響因素的灰色關(guān)聯(lián)聚類分析

將影響海南地區(qū)航空物流發(fā)展的眾多因素進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)聚類分析，分別得出影響海南地區(qū)航空物流需求因素灰關(guān)聯(lián)矩陣與供給因素灰關(guān)聯(lián)矩陣，見表3、表4。

表3 需求影響因素灰關(guān)聯(lián)矩陣

表4 供給影響因素灰關(guān)聯(lián)矩陣

分析不同關(guān)聯(lián)度取值后的指標(biāo)聚類情況，結(jié)合航空物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展實際，根據(jù)表3、表4結(jié)果，分別選取需求影響因素的關(guān)聯(lián)度為r≥0.8，供給影響因素的關(guān)聯(lián)度為r≥0.6，得出海南地區(qū)航空物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展影響因素的聚類結(jié)果，類別P代表需求影響指標(biāo)聚類，S代表供給影響指標(biāo)聚類，見表5。

表5 需求與供給指標(biāo)聚類分析結(jié)果

4 海南地區(qū)航空物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展衡量指標(biāo)及其影響因素的灰色關(guān)聯(lián)分析

航空物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展衡量指標(biāo)主要有航空貨運量、航空貨物周轉(zhuǎn)量、航空貨郵吞吐量。航空貨物周轉(zhuǎn)量指標(biāo)不僅包括運輸對象的數(shù)量，還包括運輸距離的因素，因而能夠較為全面地反映運輸生產(chǎn)成果，故選取航空貨物周轉(zhuǎn)量作為衡量海南地區(qū)航空物流業(yè)發(fā)展的指標(biāo)，見表6。

表6 海南地區(qū)民航貨物周轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)表（2011—2020 年）

根據(jù)影響海南地區(qū)航空物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求與供給指標(biāo)聚類分析結(jié)果，結(jié)合專業(yè)判斷，選出因素X6、X7、X8、X9、X10、X15、X19分別作為聚類P1、P2、P3、P4、P5、S1、S2的代表性指標(biāo)。利用灰關(guān)聯(lián)模型（見灰聚類模型中灰色關(guān)聯(lián)度計算模型）分別將聚類后的代表性指標(biāo)和民航貨物周轉(zhuǎn)量指標(biāo)進(jìn)行灰色絕對關(guān)聯(lián)度計算，得出各影響因素與航空貨物周轉(zhuǎn)量之間的關(guān)聯(lián)度及排序，見表7。

表7 各因素與航空貨物周轉(zhuǎn)量的關(guān)聯(lián)度

通過參考數(shù)列與比較數(shù)列的關(guān)聯(lián)度排序可知，對Y民航貨物周轉(zhuǎn)量影響最大排名前三的代表性因素分別是X15航線數(shù)量、X7城鎮(zhèn)居民人均可支配收入以及X9貨物進(jìn)出口總額。該數(shù)據(jù)分析結(jié)果與其他學(xué)者對影響航空物流業(yè)發(fā)展因素的研究結(jié)論相符，航線數(shù)量、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入以及貨物進(jìn)出口總額對航空物流業(yè)發(fā)展的影響程度較強(qiáng)。

5 海南地區(qū)航空物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要驅(qū)動因素

根據(jù)影響海南地區(qū)航空物流發(fā)展需求與供給指標(biāo)聚類分析結(jié)果與航空貨物周轉(zhuǎn)量關(guān)聯(lián)度分析，得出當(dāng)前海南地區(qū)航空物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展驅(qū)動因素，見表8。

表8 海南地區(qū)航空物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要驅(qū)動因素

根據(jù)指標(biāo)聚類分析結(jié)果與航空貨物周轉(zhuǎn)量關(guān)聯(lián)度分析，可得航線數(shù)量、交通運輸倉儲和郵政行業(yè)從業(yè)人數(shù)、航空運輸業(yè)就業(yè)人數(shù)、飛機(jī)起落架次等供給因素是當(dāng)前影響海南地區(qū)航空物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第一驅(qū)動因素。特別是用以衡量海南地區(qū)航空物流業(yè)發(fā)展指標(biāo)的民航貨運周轉(zhuǎn)量和該類代表性指標(biāo)航線數(shù)量的發(fā)展趨勢相契合，航線數(shù)量對航空物流業(yè)的影響主要體現(xiàn)在供給能力的提升，兩者存在明顯的正相關(guān)關(guān)系。目前海南地區(qū)航空物流業(yè)主要是利用“腹艙帶貨”的運輸方式，“客改貨運與全貨機(jī)運輸”還比較薄弱，航線數(shù)量的增加意味著有更多的腹倉空間可以滿足航空物流運輸需求。此外，航線數(shù)量的增加也使得航空公司及專業(yè)航空物流公司加入航空物流運輸網(wǎng)絡(luò)，從而提高了貨物航空運輸?shù)母采w率。此外，隨著供給能力的提升，民航貨運企業(yè)更能夠發(fā)揮規(guī)模經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢，進(jìn)一步降低成本，刺激航空物流運輸需求，提高航空物流運輸綜合實力。

此外，人均GDP、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入的提高、常住人口的增加、貨物進(jìn)出口總額的增長以及交通運輸、倉儲和郵政業(yè)的發(fā)展均對民航物流的需求與發(fā)展起到帶動作用。近年來，海南省跨境貿(mào)易和免稅經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，促使貨物進(jìn)出口貿(mào)易量快速增長，進(jìn)出口商貿(mào)中大部分經(jīng)濟(jì)價值高、時效性要求強(qiáng)的貨物主要通過空運方式進(jìn)出[5]，極大地刺激對航空物流的需求。

6 基于灰色模型GM（1，1）海南地區(qū)航空貨物周轉(zhuǎn)量的預(yù)測

6.1 灰色模型GM（1，1）預(yù)測步驟

第一，對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行一次累加計算，設(shè)原始數(shù)據(jù)序列為：X（0）=（x（0）（1），x（0）（2），. . .x（0）（n）），其中x（0）（k）≥0，k=1，,2，...，n；且滿足光滑性條件，令X（0）的一次累加生成序列1—AGM為X（1）=（x（1）（1），x（1）（2），...x（1）（n）），其中，，k=1，2，...，n。

第二，緊鄰序列生成。在1—AGM序列X（1）的基礎(chǔ)上生成緊鄰序列為：Z（1）=（Z（1）（1），Z（1）（2），. . .，Z（1）（n）），其中：Z（1），k=2，3，...，n。

第三，建立預(yù)測模型。對于非負(fù)準(zhǔn)光滑序列X（0），其1—AOG序列X（1）具有準(zhǔn)指數(shù)規(guī)律，稱X（0）（k）+aZ（1）（k）=b為模型GM（1，1）的基本形式，并稱為GM（1，1）模型基本形式x（0）（k）+aZ（1）（k）=b的白化微分方程。第四，參數(shù)求解。設(shè)參數(shù)向量為，可以運用GM（1，1）模型的最小二乘法進(jìn)行估計，其中。

第五，求解模型模擬預(yù)測值。GM（1，1）模型x（0）（k）+aZ（1）（k）=b的時間響應(yīng)式為

得到X（0）的模擬預(yù)測值為，k=1,2,…,n.

其中，參數(shù)-a稱為 GM（1，1）模型的發(fā)展系數(shù)，它反映了和的發(fā)展趨勢；b稱為灰色作用量，它反映數(shù)據(jù)變化的關(guān)系，其確切內(nèi)涵是灰的。

第六，預(yù)測模型殘差檢驗。設(shè)原始數(shù)據(jù)序列為X（0）=（x（0）（1），x（0）（2），...，x（0）（n）），GM（1，1）模型預(yù)測的模擬數(shù)據(jù)序列為，殘差數(shù)據(jù)序列為ε（0）=（ε（1），ε（2），...，ε（n）），其中ε（k）=（x（0）（k），x（0）（k）），則相對誤差序列為，對于k≤n，稱為k點模擬相對誤差，稱為平均相對誤差，1-為平均相對精度，給定α，當(dāng)＜α且Δn＜α成立時，稱模型為殘差合格模型。一般α的值不應(yīng)低于0.20。

6.2 海南地區(qū)航空貨物周轉(zhuǎn)量的預(yù)測

選取2011—2020年的民航貨物周轉(zhuǎn)量作為海南地區(qū)航空物業(yè)發(fā)展?fàn)顩r指標(biāo)，對其數(shù)據(jù)進(jìn)行GM（1，1）模型建立，并檢驗該模型是否適用于反映海南地區(qū)航空物流業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，模型模擬顯示結(jié)果如下（結(jié)果均保留兩位小數(shù)）。

原始序列的1—AGO序列生成。經(jīng)過查閱海南省統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)資料，2011—2020年民航貨物周轉(zhuǎn)量原始數(shù)據(jù)序列為：X（0）=（6.22，6.29，6.77，7.49，8.55，10.31，12.74，14.83，15.59，7.75）。原始序列的1-AGO序列為：X（1）=（6.22，12.51，19.28，26.77，35.32，45.63，58.37，73.20，88.79，96.54）。

1—AGO生成序列的緊鄰均值生成 ：Z（1）（9.37，15.90，23.03，31.05，40.48，52.65，79.80，99，92.67）。

計算灰色模型發(fā)展系數(shù)-a和灰色作用量b。計算得出-a=0.08，b=6.17。

模擬值。2011—2020年海南省民航貨物周轉(zhuǎn)量模擬值為6.22、7.19、7.79、8.43、9.13、9.88、10.69、11.57、12.53、13.56；2021—2028年海南省民航貨物周轉(zhuǎn)量預(yù)測值為14.68、 15.89、17.20、18.62、20.15、21.81、23.61、25.56。

從模型的平均模擬誤差可以看到模型模擬效果比較好，GM(1，1)模型對海南省2021—2028年民航貨物周轉(zhuǎn)量模擬精度可以達(dá)到81.99%，說明本文所選取的指標(biāo)及模型都具有較高的擬合度。用GM(1，1)模型進(jìn)一步預(yù)測出2021—2028年海南省民航貨物周轉(zhuǎn)量，見表9。未來8年，海南地區(qū)航空物流業(yè)的整體水平將呈現(xiàn)出穩(wěn)中有升的發(fā)展趨勢。

表9 海南地區(qū)民航貨物周轉(zhuǎn)量預(yù)測數(shù)據(jù)表（2021—2028 年）

7 結(jié) 語

隨著自貿(mào)港建設(shè)的推進(jìn)，海南地區(qū)航空物流業(yè)有較大增長空間，航空貨運量、貨運周轉(zhuǎn)量、貨郵吞吐量規(guī)模都將持續(xù)增加，進(jìn)一步促進(jìn)海南地區(qū)航空物流業(yè)的發(fā)展。根據(jù)海南地區(qū)航空物流業(yè)發(fā)展的主要驅(qū)動因素分析，在供給層面，可通過打造良好的航空物流發(fā)展環(huán)境，完善航空物流功能建設(shè)，加強(qiáng)與國內(nèi)外航空公司合作，增加航線數(shù)量；推進(jìn)多式聯(lián)運體系建設(shè)，優(yōu)化多式聯(lián)運航空物流網(wǎng)絡(luò)，探索完善智慧物流建設(shè)；打造航空物流協(xié)同發(fā)展信息平臺，共享優(yōu)質(zhì)貨源；加大航空物流人才儲備等路徑，提高航空物流運輸服務(wù)能力；在需求層面，依托貿(mào)易和免稅政策的優(yōu)勢，背靠國內(nèi)超大規(guī)模消費市場，面向中東、歐盟、東盟等全球新興市場，進(jìn)一步增強(qiáng)海南對國內(nèi)外消費市場的輻射范圍與力度，構(gòu)建以服務(wù)國內(nèi)市場為主、促進(jìn)國內(nèi)、國際經(jīng)濟(jì)雙循環(huán)發(fā)展新格局的轉(zhuǎn)換樞紐，擴(kuò)大航空物流集疏輻射范圍，刺激市場需求，開拓貨源市場，為海南地區(qū)航空物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展增添活力。