航空网络结构对航班延误扩散的影响分析

航空网络中航班延误的扩散，是以整个航空网络结构为载体进行的，因此不同的航空网络结构对航班延误扩散产生的影响也必然不同。

图4-10　均匀网络结构

图4-11　枢纽航线网络结构a

图4-12　枢纽航线网络结构b

1.航线网络对航班延误的影响(www.xing528.com)

图4-10与图4-11分别呈现的是均匀网络结构及枢纽航线网络。

假设图4-10均匀网络结构中的机场A至机场B的F1航班发生初始延误，其可能影响机场B中的F2、F3这2个航班；同样，若F2发生延误，也只可能影响机场A中的F1、F8这2个航班。而对于图4-11枢纽航线网络结构，机场A至机场B的F1航班延误可能影响机场B中F2、F3、F4这3个航班；若机场B至机场A的F2航班延误，则不会影响网络中的其他航班。对比可知，在图4-10这样的均匀网络中，初始延误出现在不同机场的情况下，航班延误扩散的范围、程度及速率都是相当的。而在图4-11这样的网络结构中，初始延误发生的机场不同，对延误扩散造成的影响有较大的区别，延误扩散的范围和程度都会不相同。对于繁忙的枢纽机场而言，其具有较多的航线、航班，延误可能通过众多的航线扩散至整个航空网络，从而产生大面积的航班延误；而对于非枢纽机场而言，与其连接的机场数量少，扩散的概率也就相对低。

2.网络规模对航班延误的影响

图4-11和图4-12都属于枢纽式航线网络，但二者的网络规模不同。

假设两个网络中机场A至机场B的F1航班均发生初始延误，在较小规模的图4-11航空网络中，F1达到机场B后可能影响机场B相关航线上的其他5个航班；而在较大规模的图4-12航空网络中，F1达到机场B后可能影响机场B相关航线上的其他9个航班。比较可知，大规模航空网络机场数量多、航线更为密集，一旦延误产生，扩散覆盖面也将更广，影响程度更深，速率更快。

3.网络的饱和度对航班延误的影响

在图4-10中，假设机场A至机场B的F1航班发生延误，若机场B的饱和度高，则受影响的航班多；若机场B的饱和度低，则受影响的航班少甚至没有。图4-12中的机场B，属于该网络中的枢纽机场，其饱和度一般较高，因此枢纽机场一旦发生延误其扩散范围会更广。

航空网络的特征决定了网络中机场的分布情况、航线的构成以及机场中航班的数量等，而这些都是对航班延误扩散产生直接或间接影响的重要因素。例如，网络节点的度，在航空网络中即指机场（城市）的度，确定了一个机场的度也就明确了该机场的通达度和规模。一个机场的规模及其与其他机场的通航数量对航班延误扩散分析的重要性是不言而喻的，度值高的城市其对外连接航线密集，在网络中起至关重要的中转作用，但同时也就意味着它是整个网络的脆弱点，一旦这样的机场出现延误，势必会高速率大面积扩散。此外，网络的最短平均路径表现的是机场之间的传输性能，网络的平均路径越短也就意味着机场之间的联系越紧密，只需通过较少次数的中转即可到达目的城市。在同一条航线上，当始发城市发生延误时，路径长度短的影响的航班数量和机场数更少；反之，路径长度长的情况下，则会通过航班产生链式反应，影响更多航段上的航班并扩散至更多机场。同理，网络的簇系数体现网络中节点的聚集性，该参数的变化亦会对网络结构造成变化，从而对延误扩散产生影响。因此，确定航空网络结构特征是做好航班延误扩散分析的重要基础。