成都市機場客運及貨運需求吞吐量預測

摘" 要：針對四川省成都市的天府機場和雙流機場2個機場的旅客、貨運吞吐量數據，采用灰色預測方法建立數學模型，并運用MATLAB軟件對成都市機場的客運和貨運吞吐量進行數學建模。模型檢驗結果證明灰色預測方法是可行的。采用該模型對成都市雙機場未來4年（2024—2027年）吞吐量進行預測，結果顯示，在未來4年，天府國際機場的客、貨運吞吐量呈現增加的趨勢，這也表明成都市雙機場在西南地區承擔著重要的運輸樞紐作用。

關鍵詞：雙流國際機場；天府國際機場；灰色模型；吞吐量預測；客運與貨運

中圖分類號：[U8]" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2025）08-0044-04

Abstract： Utilizing the passenger， cargo and mail throughput data from Tianfu International Airport and Shuangliu International Airport in Chengdu， Sichuan Province， a mathematical model has been developed employing the grey prediction method. MATLAB software was utilized to analyze the passenger and cargo throughput of Chengdu International Airport. The results of model testing indicate that the grey prediction method is viable. This model is employed to project the throughput of Chengdu's twin airports over the next four years （2024-2027）. Findings suggest that both passenger and cargo throughput at Tianfu International Airport will indicate growth during this period， underscoring the significant role played by Chengdu's twin airports in Southwest China.

Keywords： Shuangliu International Airport; Tianfu International Airport; Grey model; throughput forecasting; passenger and freight transportation

近年來，我國交通運輸業的迅速發展，正處于一個快速發展、高質量發展的階段，尤其是民用航空行業，運輸現代化也是我國向運輸強國發展的重要戰略之一[1-2]。四川省成都市目前擁有2個機場，雙流國際機場和天府機場為區域性國際航空樞紐，在民航的發展中具備獨特的戰略地位[3]。灰色預測是通過運用控制論的思想將信息不完整不明確的整體進行建模[4]。傳統灰色預測模型所需的數據樣本量不多且中長期預測較為準確，傳統模型的參數的估計是差分方程的離散形式，數據模擬與預測是采用微分方程的離散形式[5]。灰色預測模型GM（1，1）易受到外部環境因素的干擾，原始序列往往會有隨機波動振蕩現象，灰色預測模型對系統建模的過程中，易受外部環境擾動因素的影響，存在一定的預測誤差[6]。對高增長的序列預測精度比較低，穩定性不夠高。為了優化模型，有學者提出了含一階差分方程一個變量的離散灰色預測模型[7]。傳統灰色預測模型中，原始數據增量的挖掘是通過累加生成算子，進行預處理。而對累加序列的還原則是通過其逆算子灰色累減算子[8]。

1" 灰色預測模型構建及預測

對于發展穩定的機場，其吞吐量預測通常采用時間序列法、計量經濟法和遞減法等。實際上，雖然我們能夠得到其歷年來具體的客運、貨運的吞吐量，但機場的吞吐量還受到本地的經濟發展水平以及環境條件等影響，尤其是疫情環境對航空的影響等不完整的信息條件[9-10]。灰色模型具有要求的數據樣本量不多、中短期預測精度較高的優勢，因此運用灰色預測模型雙機場的客運、貨運吞吐量進行預測具有一定合理性。成都市2個機場的規劃定位不同，雙流機場主要承擔西部高原地區客運中轉和貨運任務，天府國際機場為西南地區主要的客運樞紐[11]。2個機場發展采用“兩場一體”的經營方式，因此將成都市雙機場作為一個預測整體，對四川省雙機場的客運、貨運吞吐量進行短期的預測，數據作為預測的樣本并對預測的結果進行檢驗，得到結論。

根據西南地區機場數據系統公布的公開數據可以得到成都市雙機場的2012—2019年的客運吞吐量和貨運吞吐量，見表1。

便于對數據記錄，將成都雙機場的客運吞吐量和貨運吞吐量分別將其記作pCD、gCD。2012—2019年的客運吞吐量以及貨運吞吐量依次記為X（0）pCD（i）、X（0）gCD（j）。

1.1" 模型可行性判斷

1.1.1" 建立時間序列

1.3" 模型檢驗

運用MATLAB運算能得到擬合曲線，真實值和預測值之間的差異，并且預測得到后面一組即2018年和2019年的客運吞吐量預測值，擬合曲線如圖1所示，2018年和2019年的貨運吞吐量，擬合曲線如圖2所示。圖中三角形所對應的數據量為每年的實際數據的散點圖，折線圖為擬合曲線，圖中的各個散點表示每年的預測值。

客運、貨運吞吐量驗差比值依次為0.11、0.14，均小于0.35，表明該模型的預測精度好。根據模型擬合出得到2018、2019年的客運吞吐量依次為55.47、61.15百萬人次，根據數據得知實際的貨運吞吐量為68.39、72.21萬t。對原始數據和預測數據進行檢驗，計算殘差、相對誤差公式如式（9）所示

1.4" 吞吐量預測

未來幾年2個機場的發展規劃都根據成都市機場發展規劃，且國內外經濟基本保持穩定的發展，成渝航空樞紐圈的定位和職能不會再發生較大的變動，2個機場采用“兩場一體”的經營方式，根據建立的灰色預測模型，預測得到2024—2027年成都雙機場旅客和貨運吞吐量，見表3。

2" 預測結果分析

本文通過歷年來成都市雙機場旅客和貨運吞吐量進行分析，建立了灰色預測模并進行優化，得到優化后的成都雙流機場的客運和貨運吞吐量相關數據預測分析，建立了灰色預測模型，通過計算模擬數據和預測數據的平均相對殘差和平均精度看，該模型符合預測的精度要求，具備可行性。根據成都市的規劃目標來看，預計到2025年，成都國際航空樞紐年客運吞吐量可達到1億人次以上，貨運吞吐量達到190萬 t。預測值與規劃目標還存在很大的差距，實現目標也是后續經營規劃的重點，實現“1+1＞2”國際航空樞紐格局。

3" 結論與展望

吞吐量預測對于機場的規劃是至關重要的，灰色預測是一種運用廣泛的預測方法，尤其是對于數據不夠完整的一些模型來說，灰色模型在一定的程度上實現了數據的預測，并通過優化模型提高了預測模型的準確性。預測過程中考慮到疫情期間客運、貨運的吞吐量受到的影響較大，因此在預測的時候選擇的數據是2012—2019年成都市2個機場客運、貨運吞吐量，并沒有考慮2020—2022年受疫情影響下的運輸量的變化。雖然取得了一定的預測結果，但是仍然存在不足。本文沒有考慮“黑天鵝”事件的影響，預測過程也只采用了疫情前的數據，預測的結果欠佳。整個經濟大環境也影響了運輸業的發展，預測的結果和實際結果具有偏差。本文的預測方法和結果，也給未來對不確定事件的預測提供了思路，對現有的預測增加靈敏度分析，展開不同的干擾因素，判斷對未知事件預測準確性的影響，進一步提高預測結果的準確性。

參考文獻：

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