澳大利亞民航

關於民航

背景

航空是一種快速而（相對）實惠的運輸方式，可以運送乘客或貨物。它的特點是不受地球表面地形的影響。乘客乘坐可以“克服重力”並在空中飛行的機械飛機。大多數航空旅行（航空）可以根據其運營和目的分為軍用和民用（非軍用）航空。民航包括定期航空運輸和通用航空（非定期）。雖然所有定期航空運輸都被歸類為商業運輸，但通用航空可以是商業的或私人的。大多數航空公司（地區間定期航空運輸服務）的利潤（如果有的話）來自客運。使用這種快速但相對昂貴的運輸方式的合理性在於高價值的貨物——而人們可以說是最寶貴的運輸物件。

組織

國際民航組織（ICAO）是聯合國的一個機構，成立於 1944 年，負責管理和治理《芝加哥國際民用航空公約》。ICAO 及公約的 192 個成員國共同努力執行國際民航的標準和建議做法。^[1]

在澳大利亞，第一個管理民航的聯邦機構，國防部民航處，成立於 1921 年 3 月。它不斷發展，並於 1938 年 11 月成為民航部。澳大利亞第一個負責民航的法定機構——民航局成立於 1988 年 7 月。1995 年 7 月，民航局被拆分為民航安全域性 (CASA) 和澳洲航空服務公司。^[2]

優點和缺點

表 1：航空旅行的優點和缺點
優勢	劣勢
快速	風險
沒有物理障礙	服務不可靠
易於訪問	容量有限
舒適	高運營成本（飛機）

表 1 列出了一些航空運輸最顯著的優點和缺點。^[3]

優勢

航空運輸最顯著的優勢是速度快，縮短了從起點到目的地的旅行時間。航空旅行使長途旅行比以前其他型別的交通方式快得多。航空運輸不受地面或水況的影響。這是航空旅行成為現實的獨特特點，它可以在世界大多數地區使用，而其他運輸方式難以到達。不需要建造軌道或道路，也不需要河道或海域。建立和運營航空系統的物理障礙很低。這也帶來了更好的使用者體驗，即舒適性。航空旅行比水運的顛簸更少，比地面或地下運輸的振動（振幅更小）更少。

劣勢

缺點包括安全問題、技術限制和高成本/價格。由於飛機是精密機械和電子產品，其系統中的一點錯誤都可能造成災難性的後果。由於空中的孤立環境以及高度和速度的影響，航空旅行在物理上比其他慢速交通方式更危險。雖然物理障礙比其他運輸方式低，但航空仍受天氣影響。大氣條件對飛機的執行至關重要。為了確保安全，航空旅行通常對惡劣天氣有低容忍度，因此定期航班經常會因延誤而中斷。此外，與船舶或鐵路相比，飛機的運載能力有限。這也會導致在考慮供求關係時航空旅行價格更高。由於運載乘客或其他貨物的容量有限，規模經濟僅限於一架飛機。飛機因其技術複雜性而昂貴。資本投資、運營和管理所需技能、維護成本和軟體升級成本可能高於其他運輸方式。

技術史

維基百科在 航空史 中包含相關資訊。

古代

人類飛行的內心渴望最早出現在神話和傳說中。然而，早期的嘗試通常以悲劇告終。著名的希臘傳說中，代達羅斯和伊卡洛斯用羽毛和蠟做的翅膀從克里特島的迷宮中逃脫，就是其中之一。傳說中，儘管工匠代達羅斯（他製作了翅膀）警告過他的兒子，但伊卡洛斯飛得太靠近太陽。因此，他翅膀上的蠟融化，導致他從空中墜落，掉入了海中。當時的早期飛行嘗試被稱為“跳塔”，本質上就是從高處跳下，身體上綁著一些簡陋的工具。

風箏、竹蜻蜓和天燈

風箏和“竹蜻蜓”（或竹製直升機）是最早的飛機形式，可能最早在中國公元前 5 世紀和公元前 4 世紀發明。與中國的許多其他偉大發明一樣，它們最常被用作玩具，儘管其原理可以應用於建造更大的運輸工具。傳說稱，漢朝將軍韓信在公元前 200 年左右使用大型風箏將人送上天空，以便測量隧道距離，而在一些故事中，風箏則用於宣傳目的（恐嚇敵人）。

中國人還發明瞭一種被稱為天燈的熱氣球。天燈的燈罩由堅固的紙張或絲綢製成，裡面放置一個小燈籠，用來提供升力。在中國的傳說中，天燈的使用通常歸功於諸葛亮，大約在公元 200 年，他使用天燈在軍事戰鬥中恐嚇敵人，並放火燒敵人的船隻。

熱氣球和飛艇（比空氣輕）

儘管人們對達·芬奇和其他人在文藝復興時期設計的早期人力動力鳥翼機（一種透過拍打翅膀像鳥一樣飛行的飛機）感到失望，但人類開始意識到，為了克服人類飛行能力的物理侷限性，需要更大更復雜的裝置。

世界上第一次成功的載人航空飛行發生在 1783 年，由一個球形的熱氣球完成^[4]。這個熱氣球是由法國蒙哥爾菲兄弟，約瑟夫-米歇爾·蒙哥爾菲（1740-1810）和雅克-埃蒂安·蒙哥爾菲（1745-1799）製造的。18 世紀後期和 19 世紀初期是不可操縱熱氣球蓬勃發展的時期。熱氣球被用於戰爭，但在英國更受歡迎作為娛樂運動。隨後，航空工業在 19 世紀致力於控制（可操縱性）、安全性和動力系統（氫氣、煤氣或氦氣）效率的研究。第一個動力、可控、持續的比空氣輕的飛艇是由法國工程師儒勒·亨利·吉法爾建造的。這艘雪茄形的團隊動力飛艇於 1852 年 9 月 24 日進行了首次飛行，以每小時 6 英里的速度飛行了約 17 英里^[5]。電動飛艇後來在 1884 年發明。

比空氣重

喬治·凱利爵士（1773-1857）因其在識別四種空氣動力學力：重量、升力、阻力和推力方面的貢獻被譽為“航空之父”^[6]。他研究了多種型別的飛行器，包括飛艇、滑翔機和直升機^[7]。1799 年，凱利在一個銀盤上記錄下了他簡單而重要的關於推進系統和升力系統分離的想法（銀盤）。這形成了他的概念，即未來的比空氣重的飛行應該使用固定翼飛行器，這是現代飛機的原型。凱利的研究擴充套件了並直接應用於由蒸汽機驅動的飛機設計。儘管滑翔機在 19 世紀後期得到了更好的發展，但螺旋槳飛機在當時吸引了許多機械和航空工程師來探索長途空中運輸的可能性。

萊特兄弟因 1903 年 12 月 17 日成功完成的第一次動力、持續、可控的比空氣重的萊特飛行器飛行而聞名。他們的成功源於對空氣動力學的深入理解，這些理解來自系統建模實驗。萊特兄弟對他們的機翼設計進行了超過 200 次測試，並在他們對滑翔機的研究中發現了之前升力模型中的錯誤。他們建造了自己的風洞，並修正了飛機的縱橫比。1908 年 2 月，他們與美國陸軍簽訂了一份合同，交付一臺能夠載著飛行員和乘客以每小時 40 英里的平均速度飛行一小時的機器，價格為 25,000 美元。1909 年，他們完成了合同，並因超過要求的速度獲得了 5,000 美元的獎金。萊特公司隨後在同年 11 月成立^[8]。

商業飛行的歷史可以追溯到 1909 年，當時 DELAG 運營著齊柏林飛艇提供飛行服務^[9]。儘管最初在安排定期航班方面並不成功，但這種經驗為商業航空公司作為一種原型的發展做出了貢獻。

定量分析

定量分析的目標是使用三引數邏輯函式來預測澳大利亞航空業的生命週期。從經驗中得知，一種交通方式通常會經歷出生、成長和成熟階段，然後才會衰退。邏輯模型模擬了發展的最初三個階段，並提供了一個圖形說明。該函式可以寫成

S(t)={\frac {K}{1+e^{-b(t-t_{0})}}}\

$S$ 是狀態度量，即搭乘定期航班的乘客數量（百萬）。

$t$ 是乘客搭乘航班的年份。

$K$ 是飽和狀態水平，即航空業年度乘客數量的上限。

$t_{0}$ 是拐點時間，即達到最大乘客數量一半 ${\frac {1}{2}}K$ 的年份。

$b$ 是一個任意係數，用於控制函式的增長率。

該方程可以轉換為以下形式

e^{-b(t-t_{0})}={\frac {K}{S(t)}}-1

ln{({\frac {K-S(t)}{S(t)}})}=-bt-bt_{0}

引數 $K$ 對一組由資料給出的 $S(t)$ 和 $t$ 進行測試。然後使用 Microsoft Excel 迴歸分析工具分析線性關係，以確定最合適的 $K$ 並透過將截距除以 $-b$ 來計算 $t_{0}$ 的值。

結果

根據世界銀行資料^[10]，從 1970 年到 2016 年，世界和澳大利亞的客運量，圖 1 和 2 分別繪製了世界和澳大利亞的資料的當前客運量。Excel 中的簡單內建趨勢線函式也顯示出來，一個是線性迴歸擬合，另一個是指數擬合。趨勢線表明世界和澳大利亞航空的客運量持續增長。但是，由於客運量的增長存在物理限制，例如人口增長和飛機數量，與趨勢線顯示的恆定或加速增長不同，因此趨勢線在預測和預測方面並不十分有用。

圖 3 和 4 分別顯示了世界和澳大利亞的實際和建模統計資料，繪製了 $S(t)$ 與 $t$ 的關係圖。資料使用曲線擬合程式和迴歸分析進行處理，以提高模型的準確性。模型的結果用於提供評估並估計澳大利亞民航的生命週期。資料可在世界銀行網站上獲得，使用的資料在本頁末尾。世界資料集用於測試邏輯模型的有效性，並作為開發澳大利亞民航模型的參考。

表 2 記錄了世界和澳大利亞航空的 $K$ ， $b$ ， $t_{0}$ 和 $R^{2}$ (R 平方) 的值。

	$K$	$b$	$t_{0}$	$R^{2}$
世界	16500	0.053917397	2040.954657	0.992391193
澳大利亞	360	0.054608286	2040.952314	0.985462429

評估

世界和澳大利亞的航空業在發展過程中都展現出相似的趨勢。模型的擬合度很高（ $R^{2}$ 分別為 0.992 和 0.985），預計拐點年份約為 2041 年。雖然資料顯示航空業尚未達到拐點年份，即乘客數量的增長速度尚未放緩，但增長何時開始放緩尚不確定。

該模型預測未來將有大量乘客乘坐航空運輸（世界上限為 165 億人次，澳大利亞上限為 3.6 億人次），乍一看可能不太可能。然而，國際航空運輸協會 (IATA) 的一篇新聞報道指出：“國際航空運輸協會 (IATA) 預計 2036 年將有 78 億人次出行，幾乎是今年 [2017 年] 預計的 40 億航空旅客人數的兩倍。”^[11] 這一說法也得到了邏輯模型的支援，該模型預測 2036 年將有約 71 億人次乘客，2039 年將有 78 億人次乘客。由於大多數航空運輸增長髮生在亞太地區的航線，因此可以預計澳大利亞的航空業也將擴張。

根據空客全球市場預測 2017-2036^[12]，澳大利亞/紐西蘭國內航線的客流量在 2036 年排名第 15 位，是 2016 年的 1.8 倍。乘數返回的結果為 2036 年約 1.31 億人次，低於邏輯模型的 1.56 億人次。由於澳大利亞航空市場的主要驅動因素是來自中國的旅遊業增長，而中國預計將擁有乘坐航空運輸人數最多的乘客 ^[12]^[13]，航空運輸總客運量的增長可能會超過預期，從而驗證邏輯模型。然而，重要的是要認識到世界航空業和地區航空業發展之間的差異，因為後者容易受到更多區域限制和多邊關係的影響。如果該國的 GDP 增長或人口增長低於世界平均水平，航空業的增長可能不會那麼快。

生命週期

孕育期 (1964 - 2009)

第一次商業航班於 1964 年 11 月 2 日在悉尼和墨爾本之間進行^[14]。雖然早在 1922 年就有更早的航班，當時 84 歲的先驅者亞歷山大·肯尼迪成為昆士蘭和北領地航空服務公司 (QANTAS) 的第一位乘客，從查維爾飛往克朗庫裡^[15]，但 1964 年的埃森登機場國內噴氣式飛機標誌著澳大利亞第一架現代商業客機。在客運旅行出現之前，航空業主要由航空郵件服務和私人投資者（他們對該技術或比賽感興趣）提供資金。正是在這段時期，大多數安全政策制定^[2]。

《關於國際航空運輸的公約》（巴黎公約）於 1919 年 10 月簽署。該公約於 1922 年 6 月 1 日在澳大利亞生效。

《國際民用航空公約》（芝加哥公約）於 1944 年 12 月簽署。該公約於 1947 年 4 月 4 日在澳大利亞生效。

其他符合國際公約的國內航空法律和政策。例如，1920 年的《空中航行法》，1959 年的《民航（承運人責任）法》，1988 年的《民航法》，1998 年的《民航修正法案》，2004 年的《航空運輸安全法》等等。請參閱航空政策和法規，以瞭解更多詳情。

這一時期政策和法規的重點是建立管理制度，明確責任和安全措施。許多做法借鑑了之前模式的經驗，涉及票務、跨境運營和定期服務。

增長期 (2010 - 至今)

自 2010 年以來，乘客數量已超過飽和狀態水平的 15%（第 15 個百分位數）。增長變得穩定，並由澳大利亞的 GDP 增長^[16]推動。由於澳大利亞擁有世界上最高的飛行傾向^[17]，因此預計增長將隨著澳大利亞人口的增長而持續下去。

生效的主要政策是 2016 年的《空中航行條例》，該條例修改和補充了 1920 年的《空中航行法》，以適應現代技術、許可和國際經濟工具的發展。增長階段政策的重點主要集中在培訓、許可、國際運營和行業的可持續經濟（和環境）增長上。航空服務放松管制繼續提高市場績效和服務質量。

成熟期

定量分析表明，澳大利亞的民用航空業仍處於增長階段，尚未達到拐點年份（達到飽和狀態的約 50%）。該模型表明，澳大利亞的民用航空業將在 2070 年後達到成熟期。屆時，任何政策變化和市場活動都將是邊際的，預計將出現其他交通技術的開發。

世界銀行資料^[10]和預測資料

圖 1、2、3 和 4 中使用的實際和預測乘客資料
年份	乘客數量（百萬）		預測乘客數量（百萬）
年份	世界	澳大利亞	世界	澳大利亞
1970	310.441392	7.3187	352.0792	7.3226
1971	331.604904	7.3266	371.1448	7.7248
1972		7.7956		8.1486
1973	401.5718	9.3846	412.3486	8.5950
1974	421.1452	10.6647	434.5900	9.0653
1975	432.2765	11.0551	457.9969	9.5605
1976	471.773396	10.8643	482.6266	10.0821
1977	513.269292	11.3065	508.5388	10.6313
1978	576.090004	12.1223	535.7958	11.2094
1979	648.4006	13.0225	564.4621	11.8179
1980	641.872888	13.6488	594.6049	12.4583
1981	640.6194	13.2195	626.2942	13.1320
1982	654.482108	13.1879	659.6023	13.8407
1983	685.101596	12.6015	694.6044	14.5861
1984	732.410288	13.2368	731.3780	15.3698
1985	783.198104	14.4121	770.0037	16.1936
1986	842.594296	15.4973	810.5644	17.0595
1987	904.838104	16.8802	853.1459	17.9692
1988	953.896012	18.8163	897.8362	18.9247
1989	983.2088	15.1143	944.7262	19.9281
1990	1024.976616	17.5534	993.9091	20.9814
1991	1133.228204	21.8601	1045.4803	22.0868
1992	1145.436692	23.8866	1099.5378	23.2464
1993	1142.265216	26.9293	1156.1811	24.4625
1994	1233.233404	26.8885	1215.5122	25.7373
1995	1302.89164	28.8314	1277.6345	27.0732
1996	1390.963704	30.0751	1342.6527	28.4726
1997	1455.104192	30.9535	1410.6731	29.9378
1998	1466.96178	30.1857	1481.8026	31.4712
1999	1562.2563	31.5797	1556.1488	33.0753
2000	1674.064712	32.577569	1633.8193	34.7525
2001	1655.230214	33.477398	1714.9216	36.5052
2002	1627.404873	39.021581	1799.5625	38.3360
2003	1665.309283	41.386432	1887.8474	40.2471
2004	1888.695284	41.596552	1979.8802	42.2410
2005	1969.590799	44.657324	2075.7623	44.3200
2006	2072.413898	46.951775	2175.5920	46.4863
2007	2209.136496	48.728837	2279.4642	48.7421
2008	2208.218737	51.488427	2387.4690	51.0896
2009	2249.728546	50.026967	2499.6918	53.5308
2010	2628.261258	60.640913	2616.2116	56.0673
2011	2786.95383	63.36031034	2737.1011	58.7011
2012	2894.054972	66.355274	2862.4249	61.4336
2013	3048.275073	68.197955	2992.2394	64.2661
2014	3227.291386	68.12323767	3126.5913	67.1998
2015	3463.849192	69.77934548	3265.5174	70.2357
2016	3696.181786	72.59770081	3409.0428	73.3743
			3557.1810	76.6161
			3709.9321	79.9612
			3867.2827	83.4093
			4029.2046	86.9600
			4195.6545	90.6123
			4366.5729	94.3650
			4541.8838	98.2164
			4721.4943	102.1646
			4905.2940	106.2070
			5093.1549	110.3410
			5284.9309	114.5633
			5480.4587	118.8702
			5679.5570	123.2577
			5882.0274	127.7213
			6087.6549	132.2563
			6296.2083	136.8575
			6507.4411	141.5192
			6721.0927	146.2357
			6936.8893	151.0008
			7154.5454	155.8079
			7373.7650	160.6504
			7594.2432	165.5215
			7815.6681	170.4140
			8037.7223	175.3207
			8260.0847	180.2344
			8482.4324	185.1477
			8704.4427	190.0534
			8925.7948	194.9441
			9146.1717	199.8127
			9365.2619	204.6522
			9582.7614	209.4556
			9798.3751	214.2163
			10011.8185	218.9278
			10222.8188	223.5840
			10431.1168	228.1791
			10636.4673	232.7075
			10838.6406	237.1641
			11037.4230	241.5441
			11232.6177	245.8431

參考資料

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[1] 國際民用航空組織。(2018 年 5 月 9 日)。關於國際民航組織。檢索自國際民航組織：團結航空，聯合國專門機構：https://www.icao.int/about-icao/Pages/default.aspx

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[3] techev. (2018 年 1 月 1 日)。航空運輸的優缺點。檢索自AdvantagesNDisadvantages：http://www.advantagesndisadvantages.com/advantages-disadvantages-air-transport.html

[4] Radeska, T. (2016 年 11 月 29 日)。蒙哥費兄弟——熱氣球的發明者。檢索自老式新聞：https://www.thevintagenews.com/2016/11/29/montgolfier-brothers-the-inventors-of-the-hot-air-balloon/

[5] Sharp, T. (2012 年 7 月 17 日). Space.com. 檢索自第一個動力飛艇 | 飛行史上的偉大時刻: https://www.space.com/16623-first-powered-airship.html

[6] 先驅者。 (2002 年 1 月 30 日). 喬治·凱利爵士 (1773 - 1857)。檢索自航空和航空模型 - 相互依賴的演變和歷史: http://www.ctie.monash.edu.au/hargrave/cayley.html

[7] Ackroyd, J. A. (2011)。喬治·凱利爵士：特拉法爾加戰役期間在斯卡伯勒附近的飛機發明。航空史雜誌，130-181。檢索自 https://www.aerosociety.com/media/4862/sir-george-cayley-the-invention-of-the-aeroplane-near-scarborough-at-the-time-of-trafalgar.pdf

[8] Crouch, T. D. (2018)。萊特兄弟。檢索自大英百科全書: https://www.britannica.com/biography/Wright-brothers

[9] Garrison, W. L. & Levinson, D. M. (2014)。運輸體驗第二版。紐約：牛津大學出版社。

[:0-10] 世界銀行。 (2018)。航空運輸，旅客運輸量。 2018 年 5 月 7 日檢索自 https://data.worldbank.org/indicator/IS.AIR.PSGR

[11] 國際航空運輸協會。 (2017)。 2036 年預測顯示航空乘客將近乎翻倍至 78 億，新聞稿第 55 號。日內瓦：國際航空運輸協會 (IATA) 2018。檢索自 http://www.iata.org/pressroom/pr/Pages/2017-10-24-01.aspx

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[13] Mott MacDonald。 (2017)。歐盟年度分析：2016 年航空運輸市場。英國克羅伊登：歐洲委員會。檢索自 https://ec.europa.eu/transport/sites/transport/files/2016_eu_air_transport_industry_analyses_report.pdf

[14] ustralianaviation.com.au。 (2014)。埃森登機場 50 年前迎來了澳大利亞首架國內噴氣式飛機。悉尼：飛行員媒體有限公司。檢索自 http://australianaviation.com.au/2014/10/essendon-airport-welcomed-australias-first-jet-aircraft-50-years-ago/

[15] 昆士蘭和北領地航空服務 (QANTAS)。 (2018)。飛機、地點和乘客。 2018 年 5 月 9 日檢索自 https://www.qantas.com/travel/airlines/history-birthplace/global/en?adobe_mc=MCMID%3D27604782118272538763134957598371799461%7CMCORGID%3D11B20CF953F3626B0A490D44%2540AdobeOrg%7CTS%3D1525868987

[16] 民航安全域性。 (2017)。 2016-2017 年年度報告。澳大利亞：澳大利亞聯邦 2017。檢索自 https://www.casa.gov.au/sites/g/files/net351/f/annual_report1617.pdf?v=1508473202

[17] Morphet, H. & Bottini, C. (2015)。新興經濟體中乘飛機的傾向。悉尼：普華永道。檢索自 https://www.pwc.com/gx/en/capital-projects-infrastructure/pdf/pwc-propensity-to-fly-in-emerging-economies.pdf

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