運輸部署案例集/美國航空公司
作者：Joseph DeVore
1903年12月，奧維爾和威爾伯·萊特兄弟首次離開地面時，飛機就被認為是跨越長距離或崎嶇地形運輸人員的絕佳工具。隨著技術的不斷發展，飛機的效能也得到提升，能夠飛得更遠，在不同地點之間運載的乘客也比其他交通方式（如鐵路和汽車）更多。飛機可以在遙遠的地方以非常高的速度飛行，到20世紀50年代，在第二次世界大戰和噴氣發動機的研發之後，航空公司找到了長途旅行的市場利基。航空公司承擔了這些長途旅行，而汽車、火車或輪船則需要花費幾天時間才能完成。與這些其他交通方式不同，飛機讓人們能夠前往世界任何地方。紐西蘭航空公司能夠在25小時內完成從香港到倫敦的航班，而這兩個地方几乎位於世界的兩端[1]。這種在如此短的時間內提供的長途旅行是任何其他交通方式都無法比擬的，並且為需要快速跨越國家或世界旅行的航空公司乘客提供了便利。
噴氣發動機是由英國航空工程師和飛行員弗蘭克·惠特爾爵士發明的。惠特爾在20世紀30年代首次想到汽油發動機的想法，並在1937年獲得了專利並進行了第一次噴氣推進發動機的測試[2]。在接下來的四年裡，他利用這項技術開發了一臺發動機，用於駕駛一架經過改裝以使用噴氣發動機的實驗飛機。1941年，先驅者號是首批飛行的噴氣推進飛機之一。雖然它不是第一架飛行的噴氣推進飛機，但這款發動機的模型具有今天生產的噴氣發動機的基本要素。
當噴氣發動機被應用於客機時，航空公司成為美國運輸行業的一種可行選擇。與汽車不同，航空公司可以在幾個小時內飛越全國的各個城市，而不是幾天。噴氣發動機使飛機能夠以900-1150公里/小時的速度飛行。該國大多數州際公路的速度限制僅為每小時110公里。這種速度差異是20世紀50年代航空公司客流量激增的主要原因，也使航空公司成為該國最快的交通方式。
跨越全國提供飛行的另一個關鍵要素是噴氣發動機使用的噴氣燃料。煤油是惠特爾噴氣發動機最初使用的燃料，至今仍是主要的噴氣燃料來源[3]。隨著飛機變得越來越先進並在更高的高度飛行，人們開始使用更高等級的煤油，這種煤油具有更低的凝固點，能夠承受有時接近-40攝氏度的低溫。燃料標準的另一個補充是執行高閃點，以降低火災風險。這些燃料標準為飛機提供了能夠提高飛機安全的燃料。
隨著飛機越來越適合飛行，一家公司徹底改變了飛機的設計和生產。第二次世界大戰後，對軍用飛機的需求結束，波音公司也停止了軍用飛機的生產。但波音公司並沒有就此消亡，而是將重點轉向了客機的開發。到20世紀50年代和60年代，波音公司推出了首批用於客運的噴氣飛機，即波音717，或更常見地稱為DC-9和DC-10飛機[4]。這些飛機開始在全國各地運輸數百萬人，到1965年，國內年度旅客數量超過1億人。螺旋槳飛機向噴氣飛機的轉變創造了一個只有航空公司才能提供的快速長途旅行市場。
隨著飛機開始在全國客運旅行中找到市場利基，許多機場開始在美國主要城市湧現並形成。這些機場最初的設計是為了處理少量空中交通，主要是美國郵件航班和非常稀少的客運航班。但隨著飛機制造商開發了客運噴氣機，全國各地的機場不得不為日益增長的空中運輸需求建造新的航站樓，並增加改進的跑道來處理這些新型飛機[5]。20世紀70年代和80年代的客運增長繼續迫使機場在航站樓上增加設施，以支援國內和國際旅客數量的增加。
隨著機場開始從每天處理少量航班轉向每年處理數百萬乘客，航站樓開始為等待航班的旅客提供服務。航站樓為有時間消磨的乘客提供餐廳和購物攤位，並且許多酒店要麼與機場相連，要麼只需乘坐短途巴士即可到達。機場提供的這些型別的便利設施吸引了越來越多的乘客乘坐飛機，併為航空旅行創造了奢華的形象。隨著航空旅行繼續佔據全國交通運輸的很大一部分，機場航站樓將不斷適應乘客期望的服務。
20世紀40年代和50年代的航空公司幾乎完全是為頭等艙的商務人士服務的，航空公司提供的便利設施也反映了這一點。餐點在瓷器上供應，配有亞麻餐巾，還有飲料休息室，航班的各個方面都非常奢華[6]。這些航空公司在1954年之前一直享受聯邦補貼。這些補貼使航空公司能夠繼續為頭等艙的商務人士提供服務，並防止經濟下滑帶來的風險。當這種聯邦補貼結束時，航空公司不得不擴大服務範圍，提供經濟艙服務以服務於較低市場份額的乘客。政府監管也阻礙了新的航空公司進入市場。直到1978年放松管制之前，都是這些大型知名公司主導著市場。這使得許多小型航空公司能夠進入市場，航空交通在整個20世紀80年代激增。1989年的海灣危機導致航空公司損失了巨大的市場，並導致許多航空公司（如泛美航空）破產。第11章破產法允許像大陸航空這樣的公司在經濟困難時期維持運營，並且透過幫助這些苦苦掙扎的航空公司，整個美國的航空服務仍然負擔得起。
航空公司最初主要用於空郵業務，由於聯邦政府的資金和支援，飛機服務到城市的範圍不斷擴大。泛美航空是第一批航空公司之一，開始在美南和加勒比海的拉美國家之間運營航班。這些飛機充當“跳島者”，將各個島嶼連線起來。泛美航空也是第一家採用波音707的公司，波音707是首款投入生產的噴氣式飛機。儘管這些噴氣式飛機提供了快速可靠的服務，但價格仍然非常高。泛美航空總裁胡安·特里普向波音施壓，要求其製造一種載客量更大的飛機，以便降低機票價格[7]。特里普和波音執行長威廉·艾倫達成了一項協議，批次生產新型波音747。雖然747對於為客戶提供更便宜的航班來說是一架很棒的飛機，但該飛機的固定成本幾乎讓泛美航空和波音都破產了。
人們嘗試擴充套件使飛機在國內旅行中如此便捷的技術，以滿足國際旅行的需求。美國以及英國和法國政府都資助了協和飛機專案，該專案是一種超音速噴氣式飛機，可以在2-3小時內往返於歐洲和美國之間。這種更短的旅行時間與傳統的飛機相比是一個巨大的創新，傳統的飛機需要花費8個小時以上才能橫跨大西洋。由於需要支付高昂的票價來彌補成本，協和飛機無法繼續運營，並在2003年退役。這表明，儘管技術可以改善飛機的旅行時間，但成本過高，無法大規模實施這些技術[7]。
為了瞭解乘坐航空公司的乘客數量並估算航空業的未來需求，我們開發了一個S曲線來擬合美國每年旅客登機人數[8]。我們透過使用平方和迴歸，將一個包含三個自變數的方程擬合到資料中，從而找到了這條曲線。我們使用Microsoft Excel的“規劃求解”功能推匯出拐點時間t_0、旅客登機人數的全域性最大值K和形狀變數b的值。使用以下方程，我們將曲線擬合到資料中，R2值大於0.99
N(t) = K/[1+exp(-b(t-t_0)]
這個高R2值表明，這個S曲線非常適合給定的資料。以下值是使用Excel中的規劃求解推匯出來的。
| K值 | 676,250,000 |
| 多重R | 0.9952 |
| R平方 | 0.9904 |
| 調整後的R平方 | 0.9902 |
| 標準誤差 | 20519700 |
| 觀測值 | 57 |
使用從S曲線方程計算出的資料，我們隨後對資料進行了迴歸分析。此迴歸分析發現了R平方值以及標準誤差和95%置信區間的上下限。
| 自由度 | 平方和 | 均方差 | F值 | F檢驗的顯著性 | |
| 迴歸 | 1 | 2.388E+18 | 2.388E+18 | 5674 | 3.512E-57 |
| 殘差 | 55 | 2.315E+16 | 4.210E+14 | ||
| 總計 | 56 | 2.412E+18 |
| 係數 | 標準誤差 | t統計量 | P值 | 下限95% | 上限95% | |
| 截距 | 2891000 | 5277350 | 0.54781 | 0.58604 | -7685070 | 13467000 |
| 自變數1 | 0.9810 | 0.0130 | 75.3230 | 3.512E-57 | 0.9549 | 1.0071 |
使用S曲線方程S(t) = K/[1+exp(-b(t-t0)]，並在Excel中使用規劃求解找到資料和曲線之間差異的最小平方和，我們估計了以下S曲線的值。
| K值 | 676,248,778 |
| b | 0.098891674 |
| t0 | 1982.477415 |
我們將這個計算出的S曲線與RITA資料集中的給定資料進行了對比。從圖中可以看出，擬合線準確地反映了我們的R平方值0.99。這條曲線非常適合這些資料，並且應該是未來幾年旅客登機人數的一個很好的估計。
這些資料證實了S曲線擬合了資料，並且是未來旅客登機人數的一個很好的估計。由於我們計算出的K值為676,248,778名年度旅客，因此這是未來5-10年出行人數的一個很好的估計。根據市場和其他交通方式的技術改進，航空公司可能接近其年度旅客最大值，也可能繼續增長。從S曲線中我們可以得出的最大結論是，政策制定者不應計劃航空公司保持20世紀70年代和80年代的增長速度。政策制定者和規劃者應計劃將航空公司作為未來許多年國內和國際旅行的重要組成部分，但由於增長速度已顯示出下降趨勢，國內航空公司已達到飽和點。
透過檢視定性和定量部分，可以看出航空公司是長途旅行的一種非常有效的交通方式。它們為乘客提供以合理的價格在最短的時間內進行長途旅行。這三個因素使飛機在過去十年成為一種主要的交通方式，並且在未來幾年也將成為主要的交通方式。我們計算的資料表明，航空公司的增長速度已經趨於平緩。在過去的8年中，國內航空旅客人數一直保持在每年6.5億次旅行左右。根據我們給出的S曲線以及大多數交通方式遵循這種增長型別的知識，我們可以斷言，除非引入新技術或重大激勵措施，否則航空公司的國內旅客人數將不會增加。
- ↑ “紐西蘭航空將暫停香港至倫敦航班。”《華爾街日報》。N.p.，2012年11月5日。網路。2012年11月5日。<http://online.wsj.com/article/SB10001424052970204755404578100781318045260.html>。
- ↑ “噴氣發動機的歷史——弗蘭克·惠特爾爵士——漢斯·馮·奧哈因。”噴氣發動機的歷史——弗蘭克·惠特爾爵士——漢斯·馮·奧哈因。N.p.，n.d.網路。2012年11月5日。<http://inventors.about.com/library/inventors/bljetengine.htm>。.
- ↑ “噴氣燃料的歷史。”英國石油公司全球 | 英國石油公司。N.p.，n.d.網路。2012年11月6日。<http://www.bp.com/>。
- ↑ “波音的歷史。”波音：首頁。N.p.，n.d.網路。2012年11月5日。<http://www.boeing.com/history>。
- ↑ 貝德納雷克，珍妮特·R·戴利。《美國機場：機場發展，1918-1947》。大學站：德克薩斯農工大學出版社，2001年。印刷版。
- ↑ 羅斯，馬克·H、布魯斯·埃德薩爾·西利和保羅·F·巴雷特。“建設商業航空。”《世界上最好的交通系統：20世紀的鐵路、卡車、航空公司和美國公共政策》。哥倫布：俄亥俄州立大學出版社，2006年。76-80頁。印刷版。
- ↑ a b Garrison, William L. 和 David Levinson。《運輸體驗》。紐約：牛津大學出版社，2006年。印刷版。
- ↑ “歷史航空交通統計”。RITA | BTS。無出版者，無日期。網頁。2012年11月3日訪問。<http://www.bts.gov/programs/airline_information/air_carrier_traffic_statistics/airtraffic/annual/1954_1980.html>。