交通運輸部署案例集/2018/澳大利亞民用航空生命週期（1925-2017）

定性分析

1. 模式描述

現代客機已成為最主要的公共交通工具之一。它被定義為一種可以運輸乘客和貨物的交通系統。第一架飛機誕生於 20 世紀 10 年代，並在 20 世紀 20 年代在澳大利亞成為商用飛機。它的最初功能是戰爭機器，這也是航空工業停滯不前的時期。第一次世界大戰後，政府決定放棄軍用飛行，發展新的民用客機，發生了重大的轉變。

1.1 主要優勢：與火車和汽車等其他交通方式相比，飛機能夠在更遠的距離內運輸。它可以到達世界上的任何地方，甚至可以在一天內到達世界的另一端。現代客機比任何其他流行的交通工具都快。它每年將 84% 的旅客送往目的地。由於航空技術的快速發展，可靠性和節能性自 2000 年以來迅速提高，現在它被認為是最安全的交通工具。航空公司還在促進全球化方面發揮著重要作用。與渡輪相比，速度顯示出明顯的優勢。在這個時代，全世界有超過 10 億遊客。他們選擇乘坐客機不僅可以促進 GDP 增長，還可以沿途創造更多就業機會。

1.2 主要市場：作為出口國，飛機為依靠貨物運輸的澳大利亞企業提供了便利。此外，由於其速度和可靠性，它在休閒或公司目的的普通人群中受到歡迎。儘管澳大利亞位於偏遠地區，但外面的世界也吸引著人們。

1.3 組織 民航部，也稱為 DCA，存在於 1938 年至 1973 年之間。 它最初由國防部執行。該部門於 1973 年與航運和交通部合併，並更名為交通部。它在民航運營中發揮著部長的作用。

民航局：民航局 (CAA) 成立於 1988 年 7 月，負責控制航空安全法規並提供交通服務。1955 年，該組織分成兩個部分：澳大利亞航空服務局和民航安全域性 (CASA)。 澳大利亞航空服務局負責管理空中交通管制、飛行資訊、航空事故救援和飛行搜尋，而 CASA 負責管理安全規則、飛行員資格和飛機技師。澳大利亞航空服務局於 1997 年轉入澳大利亞海事安全域性。而 CASA 則負責滿足法規中的安全要求。相關法案包括 1920 年《航空導航法》、《1988 年聯邦民用航空法》和 2007 年《領空法》。

2. 模式之前的場景

在那段時間裡，運輸方式正在發生變化。1920 年之前，有兩種流行的交通方式：T 型車和有軌電車。從畜力車到 T 型車，T 型車也被稱為“鐵皮麗茲”，是亨利·福特於 1908 年首次發明的。這種汽車可以在流水線上生產，使普通人都能買得起汽車。 同時，蒸汽有軌電車於 1901 年首次引入。到 1920 年，它的速度可以達到每小時 30 公里，最初是每小時幾公里。

與飛機相比，它們的速度都比較低，承載量也比較小。第一次世界大戰後，各國之間的經濟和貿易變得更加頻繁。公眾對其他國家的好奇心和探索欲也越來越強。一些公司看到了飛機的高速，並發現了潛在的市場，可以在幾天內跨越海洋旅行。1921 年，澳大利亞第一家航空公司澳航成立，標誌著民用航空時代的開始。

3. 技術的發明

3.1 自動駕駛儀：這是一個在沒有飛行員干預的情況下控制飛機的系統。得益於軟體的發展，自動駕駛儀已成為現代飛機中不可或缺的可靠系統。在飛機上使用自動駕駛儀是為了減輕飛行員的壓力，並使飛機能夠按照規定的姿態、航向、高度和馬赫數自動飛行。自動駕駛儀還可以幫助飛行員完成一些輔助工作，以便飛行員可以集中精力完成與飛行安全相關的其他工作，例如導航、觀察交通情況等等。使用自動駕駛儀可以減少飛行員在完成長途飛行後的疲勞。然而，自動駕駛儀也有一些負面影響：隨著飛機可靠性的提高和導航技術的改進，對控制精度的要求迫使飛行員使用自動駕駛儀。隨著自動駕駛儀使用量的增加，許多飛行員的基本飛行技能無法長期使用。因此，在處理自動駕駛儀故障或特殊情況時，飛行員很容易犯錯誤。

3.2 液壓動力：該理論用於現代飛機。它用於驅動起落架、襟翼和齒輪。使用液壓系統可以使用少量流體控制非常高的壓力或力。助力制動是液壓系統的應用，現在已應用於許多飛機。液壓系統非常可靠，因為液壓系統中的流體是不可壓縮的，並且流體可以承擔傳遞高壓的任務。這也是液壓系統在現代飛行中流行的原因之一。

雖然液壓系統的原理相同，但不同飛機制造商生產的液壓系統並不完全相同。基於這一事實，不同的液壓系統會導致飛行時的差異。因此，飛機制造商通常會組裝其他系統系統和液壓系統，以瞭解流體動力學對飛機的影響以及如何在安裝和維護過程中檢查飛機。

航空領域要解決的首要問題是如何獲得飛機所需的升力，降低飛機阻力並提高其飛行速度。空氣動力學在這些領域發揮著非常重要的作用。空氣動力學的內容是關於飛機飛行條件下速度、壓力和空氣密度的變化，也涉及飛機的空氣動力和阻力，以及空氣動力學的變化。現代空氣動力學有兩個分支：速度空氣動力學和粘性空氣動力學。 空氣動力學對飛機的飛行至關重要。它不僅可以降低阻力和飛機部件的磨損，還可以提高燃油效率。

4. 早期市場發展

4.1 市場發展：第一次世界大戰期間，各國政府將主要注意力集中在軍事發展上，這為飛機制造奠定了不穩定的基礎。然而，戰後，對軍用飛機的需求急劇下降。為了維持經濟並拯救這個關鍵產業免受衰退， 聯邦政府決定改變其靜態並更加關注民用飛機，民用飛機與戰鬥機有許多相似之處。最初，飛機主要用於城市之間的郵件和貨物運輸。同時，由於機票價格昂貴，民航服務屬於奢侈品，只有富裕階層才能負擔得起。因此，民用飛機的發展在 1950 年代之前經歷了繁榮和穩定的時期。

4.2 機場發展：隨著全球乘客人數的不斷增加，許多機場相繼建成，當地經濟也得到了發展。這些機場最初的設計是為了滿足郵件飛行和稀少的客運飛行需求。然而，隨著飛機制造商不斷生產飛機，機場不得不建造新的航站樓來容納不斷增加的飛機數量。與此同時，機場從每天僅有少量航班經過轉變為每年接待數十億乘客。 由於早到和轉機之間的空閒時間，機場建造了更多娛樂設施、購物商店和餐廳，為乘客提供消遣時間。此外，機場還與當地餐廳合作，在機場附近建造新的短途酒店，並與交通部門溝通，在機場周圍建立更便捷的交通網路。在此過程中，機場吸引了更多乘客，並建立了舒適的聲譽。機場發展與民航市場發展相輔相成，不斷滿足乘客對航空服務的期望。

5. 誕生階段

在誕生階段，政府可以被視為關鍵的靈感來源和引導力量。政府為公眾提供了試飛獎勵。1919 年 3 月，聯邦政府宣佈，將為第一個在 30 天內從英國飛往澳大利亞的航班提供 10,000 英鎊（20,000 美元）的獎勵。同年 8 月，政府吸引了公眾的注意。國防部發布了從昆士蘭州朗裡奇到北領地凱瑟琳的空中比賽路線勘測任務。在勘測過程中，國防部為參賽者提供物資供應。

此外，政府還提供了補貼和政策支援。為了支援製造業的商業轉型，聯邦政府在初期提供了補貼。相應的政策將有助於經濟繁榮和公司之間的良性競爭。由於一些行動中的傷亡，澳大利亞空中醫療服務於 1928 年 3 月 27 日成立。 該部門的成立為人類生命提供了服務和保障。

6. 增長階段

由於從戰鬥機改裝而來的飛機客艙容量較小，政府要求公司建造更大的飛機來容納更多乘客。透過效仿美國政策，透過共享旅程成本可以降低平均機票價格。1959 年，澳大利亞航空公司購買並引進了波音飛機，這極大地縮短了旅行時間和旅行成本。

由於澳大利亞的地理位置偏遠，跨洋飛行一直是政府和公司努力實現的主要目標。1992 年 12 月，澳大利亞航空公司成功地與英國航空公司合作，獲得了政府注資的 13.5 億澳元。 這是目標實現的里程碑。儘管波音飛機縮短了旅行時間，但技術實施成本仍然很高，直到 21 世紀，這項技術才能廣泛應用於所有長途目的地。在此過程中，政府提供了技術支援和資金支援。

7. 成熟階段

在成熟階段，預計澳大利亞機場在 60 年內將有約 1000 億架次的起降航班。

7.1 政府政策：限制將集中在政府政策上。政府在初期提供了補貼。然而，當補貼結束時，為了佔據和維持市場份額，公司必須擴充套件服務內容，例如機場接送和租車。服務內容會增加，而服務質量可能會下降。 如果公司面臨資金週轉困難，無法克服經濟困難，相應的競爭可能會減少，航空業可能會出現壟斷。由於航空運營結構相對穩定，引入新的改進型作業系統是一個艱難的過程，也需要政府政策支援。

7.2 “再造”機會：隨著技術的進步和交通網路的完善，最終的起降航班數量可能會增加。由於溫室氣體排放，飛機燃料將成為關注的焦點。環境影響迫使政府在飛機上開發環保的新技術，例如飛機上的電力發動機。公眾也期望更低成本、更省時的空中旅行，因為價格不穩定，通常需要提前預訂，這對緊急情況來說並不划算。考慮到網路，在起降航班數量不斷增加的情況下，安排將會更加緊密。合適的航班時間安排將有效提高效率。

定量分析

1. 方法論

1.1 資料獲取：在交通模式階段的測量中，使用總起降航班數量資料集，該資料集來自 3 個數據庫。與每年生產的飛機數量相比，起降航班數量可以代表累積資料。生產的飛機可能不會立即投入使用，因此資料中可能存在一些誤差。起降航班資料的初始記錄來自 1925 年。 統計局的資料集以月為單位記錄了起降航班數量，從 1976 年起更加詳細，因此使用 1976 年之後的資料。 世界銀行的資料用於檢查和調整資料，以確保資料集正確且誤差較小。

1.2 理論

基本方程用於估計某一年交通模式的階段。

S(t) = K/[1+exp(-b(t-t0)]

其中：·     S(t) 為狀態測量值（每年起降航班數量）

·     t 為時間（年）

·     t₀ 為拐點時間（達到 ½ k 的年份）

·     K 為飽和狀態水平

·     b 為係數

K 和 b 透過迴歸分析進行估計

此外，該方程被轉換為線性形式，以估計 K、b 和 t₀ 的值。以下顯示了方程。RSQ 越接近 1，預測曲線越接近實際情況。

y = bX + c

$y=LN\left({\frac {department-arrivalamount}{K-(department-arrivalamount)}}\right)$

2. 結果圖表

曲線

曲線

曲線

調整: 根據S型曲線圖，可以看出2017-2018年，出發量和到達量的斜率大於預測值。換句話說，航空工業目前增長速度超過預期。因此，需要調整最終的K值（飽和出發量和到達量）以確保預測值的斜率不低於實際情況。雖然在這種情況下RSQ值不是最大（最佳擬合曲線），但以下最終曲線基本滿足預期。在成熟階段，由於各種事件的影響，可能會出現不同的飽和數量。經濟影響已經導致增長階段出現延遲。因此，以下顯示了新的結果，其中K=100,000（千） 。

曲線

曲線

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3. 結果分析

3.1 影響因素: 政府政策是重要因素之一，政府在早期提供了補貼並在長期內提供了政策支援。此外，由於飛行中的燃油消耗，航空工業也受到全球燃油市場和經濟形勢的影響。

3.2 過程中的事件: 由於1929年至1933年的經濟大蕭條，航空工業幾乎面臨著停滯不前的局面。幸運的是，由於早期政府政策支援和補貼，澳大利亞航空業得以生存，不像其他國家那樣出現航空公司破產。 2007-2008年美國次貸危機引發的全球經濟危機也影響了澳大利亞。經濟衰退蔓延到航空工業，無法避免出發量和到達量的下降。

4. 製造業中的問題

4.1 經濟反映延遲: 航空公司向製造商訂購新飛機，而新設計的飛機產品可能需要幾年才能生產出來。屆時，飛機能否滿足當時的市場需求是一個問題。因為新飛機的設計是基於之前的需求和條件，而當時的情況可能有所不同。 在這期間，可能會有新的技術被開發出來並應用，而之前的新設計飛機可能會在一定程度上降低其價值。

4.2 機械問題: 儘管有嚴格的安排和安全防護措施，航空事故仍然發生。其中一些是由操作失誤造成的，而另一些則可以歸結為機器故障。 當發生故障時，飛行員很難做出反應，航空事故在幾秒鐘內就發生了，尤其是發動機爆炸時。