澳大利亚民航

关于民航

背景

航空是一种快速而（相对）实惠的运输方式，可以运送乘客或货物。它的特点是不受地球表面地形的影响。乘客乘坐可以“克服重力”并在空中飞行的机械飞机。大多数航空旅行（航空）可以根据其运营和目的分为军用和民用（非军用）航空。民航包括定期航空运输和通用航空（非定期）。虽然所有定期航空运输都被归类为商业运输，但通用航空可以是商业的或私人的。大多数航空公司（地区间定期航空运输服务）的利润（如果有的话）来自客运。使用这种快速但相对昂贵的运输方式的合理性在于高价值的货物——而人们可以说是最宝贵的运输对象。

组织

国际民航组织（ICAO）是联合国的一个机构，成立于 1944 年，负责管理和治理《芝加哥国际民用航空公约》。ICAO 及公约的 192 个成员国共同努力执行国际民航的标准和建议做法。^[1]

在澳大利亚，第一个管理民航的联邦机构，国防部民航处，成立于 1921 年 3 月。它不断发展，并于 1938 年 11 月成为民航部。澳大利亚第一个负责民航的法定机构——民航局成立于 1988 年 7 月。1995 年 7 月，民航局被拆分为民航安全局 (CASA) 和澳洲航空服务公司。^[2]

优点和缺点

表 1：航空旅行的优点和缺点
优势	劣势
快速	风险
没有物理障碍	服务不可靠
易于访问	容量有限
舒适	高运营成本（飞机）

表 1 列出了一些航空运输最显著的优点和缺点。^[3]

优势

航空运输最显著的优势是速度快，缩短了从起点到目的地的旅行时间。航空旅行使长途旅行比以前其他类型的交通方式快得多。航空运输不受地面或水况的影响。这是航空旅行成为现实的独特特点，它可以在世界大多数地区使用，而其他运输方式难以到达。不需要建造轨道或道路，也不需要河道或海域。建立和运营航空系统的物理障碍很低。这也带来了更好的用户体验，即舒适性。航空旅行比水运的颠簸更少，比地面或地下运输的振动（振幅更小）更少。

劣势

缺点包括安全问题、技术限制和高成本/价格。由于飞机是精密机械和电子产品，其系统中的一点错误都可能造成灾难性的后果。由于空中的孤立环境以及高度和速度的影响，航空旅行在物理上比其他慢速交通方式更危险。虽然物理障碍比其他运输方式低，但航空仍受天气影响。大气条件对飞机的运行至关重要。为了确保安全，航空旅行通常对恶劣天气有低容忍度，因此定期航班经常会因延误而中断。此外，与船舶或铁路相比，飞机的运载能力有限。这也会导致在考虑供求关系时航空旅行价格更高。由于运载乘客或其他货物的容量有限，规模经济仅限于一架飞机。飞机因其技术复杂性而昂贵。资本投资、运营和管理所需技能、维护成本和软件升级成本可能高于其他运输方式。

技术史

维基百科在 航空史 中包含相关信息。

古代

人类飞行的内心渴望最早出现在神话和传说中。然而，早期的尝试通常以悲剧告终。著名的希腊传说中，代达罗斯和伊卡洛斯用羽毛和蜡做的翅膀从克里特岛的迷宫中逃脱，就是其中之一。传说中，尽管工匠代达罗斯（他制作了翅膀）警告过他的儿子，但伊卡洛斯飞得太靠近太阳。因此，他翅膀上的蜡融化，导致他从空中坠落，掉入了海中。当时的早期飞行尝试被称为“跳塔”，本质上就是从高处跳下，身体上绑着一些简陋的工具。

风筝、竹蜻蜓和天灯

风筝和“竹蜻蜓”（或竹制直升机）是最早的飞机形式，可能最早在中国公元前 5 世纪和公元前 4 世纪发明。与中国的许多其他伟大发明一样，它们最常被用作玩具，尽管其原理可以应用于建造更大的运输工具。传说称，汉朝将军韩信在公元前 200 年左右使用大型风筝将人送上天空，以便测量隧道距离，而在一些故事中，风筝则用于宣传目的（恐吓敌人）。

中国人还发明了一种被称为天灯的热气球。天灯的灯罩由坚固的纸张或丝绸制成，里面放置一个小灯笼，用来提供升力。在中国的传说中，天灯的使用通常归功于诸葛亮，大约在公元 200 年，他使用天灯在军事战斗中恐吓敌人，并放火烧敌人的船只。

热气球和飞艇（比空气轻）

尽管人们对达·芬奇和其他人在文艺复兴时期设计的早期人力动力鸟翼机（一种通过拍打翅膀像鸟一样飞行的飞机）感到失望，但人类开始意识到，为了克服人类飞行能力的物理局限性，需要更大更复杂的装置。

世界上第一次成功的载人航空飞行发生在 1783 年，由一个球形的热气球完成^[4]。这个热气球是由法国蒙哥尔菲兄弟，约瑟夫-米歇尔·蒙哥尔菲（1740-1810）和雅克-埃蒂安·蒙哥尔菲（1745-1799）制造的。18 世纪后期和 19 世纪初期是不可操纵热气球蓬勃发展的时期。热气球被用于战争，但在英国更受欢迎作为娱乐运动。随后，航空工业在 19 世纪致力于控制（可操纵性）、安全性和动力系统（氢气、煤气或氦气）效率的研究。第一个动力、可控、持续的比空气轻的飞艇是由法国工程师儒勒·亨利·吉法尔建造的。这艘雪茄形的团队动力飞艇于 1852 年 9 月 24 日进行了首次飞行，以每小时 6 英里的速度飞行了约 17 英里^[5]。电动飞艇后来在 1884 年发明。

比空气重

乔治·凯利爵士（1773-1857）因其在识别四种空气动力学力：重量、升力、阻力和推力方面的贡献被誉为“航空之父”^[6]。他研究了多种类型的飞行器，包括飞艇、滑翔机和直升机^[7]。1799 年，凯利在一个银盘上记录下了他简单而重要的关于推进系统和升力系统分离的想法（银盘）。这形成了他的概念，即未来的比空气重的飞行应该使用固定翼飞行器，这是现代飞机的原型。凯利的研究扩展了并直接应用于由蒸汽机驱动的飞机设计。尽管滑翔机在 19 世纪后期得到了更好的发展，但螺旋桨飞机在当时吸引了许多机械和航空工程师来探索长途空中运输的可能性。

莱特兄弟因 1903 年 12 月 17 日成功完成的第一次动力、持续、可控的比空气重的莱特飞行器飞行而闻名。他们的成功源于对空气动力学的深入理解，这些理解来自系统建模实验。莱特兄弟对他们的机翼设计进行了超过 200 次测试，并在他们对滑翔机的研究中发现了之前升力模型中的错误。他们建造了自己的风洞，并修正了飞机的纵横比。1908 年 2 月，他们与美国陆军签订了一份合同，交付一台能够载着飞行员和乘客以每小时 40 英里的平均速度飞行一小时的机器，价格为 25,000 美元。1909 年，他们完成了合同，并因超过要求的速度获得了 5,000 美元的奖金。莱特公司随后在同年 11 月成立^[8]。

商业飞行的历史可以追溯到 1909 年，当时 DELAG 运营着齐柏林飞艇提供飞行服务^[9]。尽管最初在安排定期航班方面并不成功，但这种经验为商业航空公司作为一种原型的发展做出了贡献。

定量分析

定量分析的目标是使用三参数逻辑函数来预测澳大利亚航空业的生命周期。从经验中得知，一种交通方式通常会经历出生、成长和成熟阶段，然后才会衰退。逻辑模型模拟了发展的最初三个阶段，并提供了一个图形说明。该函数可以写成

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

$S$ 是状态度量，即搭乘定期航班的乘客数量（百万）。

$t$ 是乘客搭乘航班的年份。

$K$ 是饱和状态水平，即航空业年度乘客数量的上限。

$t_{0}$ 是拐点时间，即达到最大乘客数量一半 ${\frac {1}{2}}K$ 的年份。

$b$ 是一个任意系数，用于控制函数的增长率。

该方程可以转换为以下形式

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

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

参数 $K$ 对一组由数据给出的 $S(t)$ 和 $t$ 进行测试。然后使用 Microsoft Excel 回归分析工具分析线性关系，以确定最合适的 $K$ 并通过将截距除以 $-b$ 来计算 $t_{0}$ 的值。

结果

根据世界银行数据^[10]，从 1970 年到 2016 年，世界和澳大利亚的客运量，图 1 和 2 分别绘制了世界和澳大利亚的数据的当前客运量。Excel 中的简单内置趋势线函数也显示出来，一个是线性回归拟合，另一个是指数拟合。趋势线表明世界和澳大利亚航空的客运量持续增长。但是，由于客运量的增长存在物理限制，例如人口增长和飞机数量，与趋势线显示的恒定或加速增长不同，因此趋势线在预测和预测方面并不十分有用。

图 3 和 4 分别显示了世界和澳大利亚的实际和建模统计数据，绘制了 $S(t)$ 与 $t$ 的关系图。数据使用曲线拟合程序和回归分析进行处理，以提高模型的准确性。模型的结果用于提供评估并估计澳大利亚民航的生命周期。数据可在世界银行网站上获得，使用的数据在本页末尾。世界数据集用于测试逻辑模型的有效性，并作为开发澳大利亚民航模型的参考。

表 2 记录了世界和澳大利亚航空的 $K$ ， $b$ ， $t_{0}$ 和 $R^{2}$ (R 平方) 的值。

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

评估

世界和澳大利亚的航空业在发展过程中都展现出相似的趋势。模型的拟合度很高（ $R^{2}$ 分别为 0.992 和 0.985），预计拐点年份约为 2041 年。虽然数据显示航空业尚未达到拐点年份，即乘客数量的增长速度尚未放缓，但增长何时开始放缓尚不确定。

该模型预测未来将有大量乘客乘坐航空运输（世界上限为 165 亿人次，澳大利亚上限为 3.6 亿人次），乍一看可能不太可能。然而，国际航空运输协会 (IATA) 的一篇新闻报道指出：“国际航空运输协会 (IATA) 预计 2036 年将有 78 亿人次出行，几乎是今年 [2017 年] 预计的 40 亿航空旅客人数的两倍。”^[11] 这一说法也得到了逻辑模型的支持，该模型预测 2036 年将有约 71 亿人次乘客，2039 年将有 78 亿人次乘客。由于大多数航空运输增长发生在亚太地区的航线，因此可以预计澳大利亚的航空业也将扩张。

根据空客全球市场预测 2017-2036^[12]，澳大利亚/新西兰国内航线的客流量在 2036 年排名第 15 位，是 2016 年的 1.8 倍。乘数返回的结果为 2036 年约 1.31 亿人次，低于逻辑模型的 1.56 亿人次。由于澳大利亚航空市场的主要驱动因素是来自中国的旅游业增长，而中国预计将拥有乘坐航空运输人数最多的乘客 ^[12]^[13]，航空运输总客运量的增长可能会超过预期，从而验证逻辑模型。然而，重要的是要认识到世界航空业和地区航空业发展之间的差异，因为后者容易受到更多区域限制和多边关系的影响。如果该国的 GDP 增长或人口增长低于世界平均水平，航空业的增长可能不会那么快。

生命周期

孕育期 (1964 - 2009)

第一次商业航班于 1964 年 11 月 2 日在悉尼和墨尔本之间进行^[14]。虽然早在 1922 年就有更早的航班，当时 84 岁的先驱者亚历山大·肯尼迪成为昆士兰和北领地航空服务公司 (QANTAS) 的第一位乘客，从查维尔飞往克朗库里^[15]，但 1964 年的埃森登机场国内喷气式飞机标志着澳大利亚第一架现代商业客机。在客运旅行出现之前，航空业主要由航空邮件服务和私人投资者（他们对该技术或比赛感兴趣）提供资金。正是在这段时期，大多数安全政策制定^[2]。

《关于国际航空运输的公约》（巴黎公约）于 1919 年 10 月签署。该公约于 1922 年 6 月 1 日在澳大利亚生效。

《国际民用航空公约》（芝加哥公约）于 1944 年 12 月签署。该公约于 1947 年 4 月 4 日在澳大利亚生效。

其他符合国际公约的国内航空法律和政策。例如，1920 年的《空中航行法》，1959 年的《民航（承运人责任）法》，1988 年的《民航法》，1998 年的《民航修正法案》，2004 年的《航空运输安全法》等等。请参阅航空政策和法规，以了解更多详情。

这一时期政策和法规的重点是建立管理制度，明确责任和安全措施。许多做法借鉴了之前模式的经验，涉及票务、跨境运营和定期服务。

增长期 (2010 - 至今)

自 2010 年以来，乘客数量已超过饱和状态水平的 15%（第 15 个百分位数）。增长变得稳定，并由澳大利亚的 GDP 增长^[16]推动。由于澳大利亚拥有世界上最高的飞行倾向^[17]，因此预计增长将随着澳大利亚人口的增长而持续下去。

生效的主要政策是 2016 年的《空中航行条例》，该条例修改和补充了 1920 年的《空中航行法》，以适应现代技术、许可和国际经济工具的发展。增长阶段政策的重点主要集中在培训、许可、国际运营和行业的可持续经济（和环境）增长上。航空服务放松管制继续提高市场绩效和服务质量。

成熟期

定量分析表明，澳大利亚的民用航空业仍处于增长阶段，尚未达到拐点年份（达到饱和状态的约 50%）。该模型表明，澳大利亚的民用航空业将在 2070 年后达到成熟期。届时，任何政策变化和市场活动都将是边际的，预计将出现其他交通技术的开发。

世界银行数据^[10]和预测数据

图 1、2、3 和 4 中使用的实际和预测乘客数据
年份	乘客数量（百万）		预测乘客数量（百万）
年份	世界	澳大利亚	世界	澳大利亚
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

参考资料

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[1] 国际民用航空组织。(2018 年 5 月 9 日)。关于国际民航组织。检索自国际民航组织：团结航空，联合国专门机构：https://www.icao.int/about-icao/Pages/default.aspx

[CASA-2] 民航安全局。(2017 年)。澳大利亚航空安全历史上的关键时刻。检索自出版物和资源，民航安全局：https://www.casa.gov.au/book-page/key-moments-australian-aviation-safety-history

[3] techev. (2018 年 1 月 1 日)。航空运输的优缺点。检索自AdvantagesNDisadvantages：http://www.advantagesndisadvantages.com/advantages-disadvantages-air-transport.html

[4] Radeska, T. (2016 年 11 月 29 日)。蒙哥费兄弟——热气球的发明者。检索自老式新闻：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. 检索自第一个动力飞艇 | 飞行史上的伟大时刻: https://www.space.com/16623-first-powered-airship.html

[6] 先驱者。 (2002 年 1 月 30 日). 乔治·凯利爵士 (1773 - 1857)。检索自航空和航空模型 - 相互依赖的演变和历史: http://www.ctie.monash.edu.au/hargrave/cayley.html

[7] Ackroyd, J. A. (2011)。乔治·凯利爵士：特拉法尔加战役期间在斯卡伯勒附近的飞机发明。航空史杂志，130-181。检索自 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)。莱特兄弟。检索自大英百科全书: https://www.britannica.com/biography/Wright-brothers

[9] Garrison, W. L. & Levinson, D. M. (2014)。运输体验第二版。纽约：牛津大学出版社。

[:0-10] 世界银行。 (2018)。航空运输，旅客运输量。 2018 年 5 月 7 日检索自 https://data.worldbank.org/indicator/IS.AIR.PSGR

[11] 国际航空运输协会。 (2017)。 2036 年预测显示航空乘客将近乎翻倍至 78 亿，新闻稿第 55 号。日内瓦：国际航空运输协会 (IATA) 2018。检索自 http://www.iata.org/pressroom/pr/Pages/2017-10-24-01.aspx

[Airbus-12] 空客。 (2017)。全球市场预测：2017/2036 年不断扩展的视野。法国布拉尼亚克塞德：空中客车公司 2017。检索自 http://www.airbus.com/content/dam/corporate-topics/publications/backgrounders/Airbus_Global_Market_Forecast_2017-2036_Growing_Horizons_full_book.pdf

[13] Mott MacDonald。 (2017)。欧盟年度分析：2016 年航空运输市场。英国克罗伊登：欧洲委员会。检索自 https://ec.europa.eu/transport/sites/transport/files/2016_eu_air_transport_industry_analyses_report.pdf

[14] ustralianaviation.com.au。 (2014)。埃森登机场 50 年前迎来了澳大利亚首架国内喷气式飞机。悉尼：飞行员媒体有限公司。检索自 http://australianaviation.com.au/2014/10/essendon-airport-welcomed-australias-first-jet-aircraft-50-years-ago/

[15] 昆士兰和北领地航空服务 (QANTAS)。 (2018)。飞机、地点和乘客。 2018 年 5 月 9 日检索自 https://www.qantas.com/travel/airlines/history-birthplace/global/en?adobe_mc=MCMID%3D27604782118272538763134957598371799461%7CMCORGID%3D11B20CF953F3626B0A490D44%2540AdobeOrg%7CTS%3D1525868987

[16] 民航安全局。 (2017)。 2016-2017 年年度报告。澳大利亚：澳大利亚联邦 2017。检索自 https://www.casa.gov.au/sites/g/files/net351/f/annual_report1617.pdf?v=1508473202

[17] Morphet, H. & Bottini, C. (2015)。新兴经济体中乘飞机的倾向。悉尼：普华永道。检索自 https://www.pwc.com/gx/en/capital-projects-infrastructure/pdf/pwc-propensity-to-fly-in-emerging-economies.pdf

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