运输部署案例手册/2019/民用客运航空（全球）
客运航空旅行包括在各种飞机上的空中旅行，包括飞机、直升机和飞艇。虽然在航空旅行的保护伞下有许多不同的车辆，但绝大多数航空旅行是在现代喷气式飞机上进行的，包括国际和国内旅行。现代喷气式飞机的航空旅行是目前可用的最快的长途旅行方式，但较小的飞机仍然用于服务较短的距离路线和偏远地区。
航空旅行比其他长途运输方式有许多优势，包括；
- 速度 - 现代喷气式飞机的巡航速度约为马赫 0.85 (~1000 km/hr)，[1] 远高于下一种最佳模式（高速铁路 @ 300 – 400 km/hr）。虽然在机场登机/下机所需的时间意味着对于非常短的旅行而言，航空旅行并不经济。
- 没有通行权成本 - 与其他运输方式（如汽车和铁路）不同，建立通行权没有成本，因为飞机可以在天空中的几乎所有地方飞行，但是目前的规定和控制规定了民用飞机的路线“空中走廊”。这使得航空旅行能够迅速扩展到新的市场/目的地。
- 不受物理障碍限制 - 航空旅行不受其他模式所受自然旅行障碍的影响，例如山区地形、河流等。唯一的条件是跑道，对于塞斯纳 152 这样的轻型飞机，跑道长度可以短至 250 米，[2] 在某些情况下，跑道可以由草地、泥土或冰雪构成。这使得航空运输能够到达其他模式可能无法经济地服务到的偏远地区。
- 竞争对手的进入壁垒低 - 由于没有创建运输网络的大量基础设施成本（如铁路），新竞争对手很容易进入市场，通常使用二手飞机。这减少了航空业的垄断行为，创造了更多的竞争，从而压低了价格。
在美国，当前的航空旅行趋势表明，平均每年进行 2.1 次航空旅行，其中大多数旅行用于个人目的（69%），包括休闲目的（所有旅行的 48%），商务目的的航空旅行占剩余的 31%。近年来，商务旅行的比例一直在下降，从 1997 年的 47% 下降到 2015 年的 31%，[3] 表明市场发生了转变。
航空旅行最初非常昂贵，从波士顿到洛杉矶的往返机票价格在 1941 年为 4,810 美元（已按通货膨胀进行调整），[4] 这意味着航空旅行主要局限于商务目的或非常富有的人。如今，同一张机票的平均价格仅为 427 美元，[4] 这推动了休闲市场的增长速度高于商务市场，因为航空旅行已变得对美国普通消费者来说更加容易获得。
然而，尽管航空旅行在大多数发达国家变得更加实惠和容易获得，但对于世界上大多数人口（尤其是发展中国家的居民）来说，它仍然遥不可及。2017 年，飞机的总行程为 39.79 亿次，但其中大多数是由少数世界人口进行的，低收入和中等收入国家约占所有行程的 40%，而占世界人口的 83%。[5] 这代表着这些发展中国家市场未来巨大的增长潜力。
当航空旅行作为一种潜在的运输技术出现时，有两种主要的竞争模式，即海运和铁路模式。虽然这两种模式都与航空旅行竞争更长距离的运输，但它们通常不会直接相互竞争。例如，由于显而易见的原因，跨大西洋旅行完全是海运的领域。
与航空旅行相比，这两种模式都受到其速度的限制，由于航空旅行带来的时间节省是航空旅行技术发展的主要驱动力。
海运的起源可以追溯到几个世纪前，当时人们使用基本的帆船。然而，在 20 世纪初，随着航空运输的首次实现，大型蒸汽远洋客轮主宰了遥远国家之间的长途旅行，尤其是北美和西欧之间的跨大西洋航线。除了这些长途洲际旅行外，海运还利用了运河和河流的旅行，尤其是在美国和欧洲各地。海运受其速度缓慢的限制，跨大西洋旅行需要 4 天以上，而随着电报和电话的出现，大陆和国家之间的沟通变得越来越快，对快速的长途运输方式的需求也在不断增长。
铁路的历史可以追溯到 19 世纪初的斯托克顿-达灵顿铁路的简陋起源，到 20 世纪初，当飞机技术首次发展时，铁路运输系统已经得到了广泛的发展，系统的管理对于新线路的创建变得越来越重要。然而，铁路的扩展/建设受到建立通行权成本的限制，包括土地征用成本和物理铁路的建设。航空旅行不受此限制，能够自由地在空中移动，类似于船舶在水中的移动，这引起了人们对发展飞行所需技术的极大兴趣。
航空旅行最初被认为只可能在比空气轻的飞行器（即热气球或飞艇）上进行，并且该领域的初期发展早于莱特兄弟，他们在 1903 年 12 月 17 日进行了第一次载人重于空气的推进飞机飞行。然而，飞艇在速度方面无法与传统飞机相提并论，跨大西洋飞行需要 3-4 天。此外，在兴登堡灾难之后，人们对安全的担忧也加剧了。最终，飞机证明比飞艇更快、更安全、更容易控制，成为航空旅行的首选技术。
第一架飞机的开发需要来自多个领域的科技创新。首先，需要与阻力和升力相关的空气动力学方面的专业知识，这来自之前无动力滑翔机的开发以及随着飞行力学被理解而进行的持续开发。其次，推进技术来自内燃机的开发，内燃机从自行车的链条和齿轮设计中借鉴了灵感，用于旋转螺旋桨。此外，建筑技术被改编和开发用于飞机，最初使用木材和织物，然后随着技术的进步，逐渐转向更先进的铝制结构。
除了飞机的物理设计和建造，随着飞机使用量的增加，还需要通信和空中交通管制技术。最初的控制系统很原始，因为与飞行员没有直接的通信，早期航线控制器依赖于黑板和地图，移动标记（称为虾船）来指示飞机的大致位置。[6] 这是从海上航运方式借鉴来的技术。
早期飞机技术的应用主要用于货物运输，尤其是邮件运输，1920年开通了新的航空邮件特快专递服务，也是第一条横贯大陆的航空邮件服务。直到1927年，第一架为商业运输乘客而开发的飞机福特三发动机飞机才出现。[6]
这些早期的客运服务得到货物舱中运输航空邮件的支持，从而带来额外的收入。这是一个从当时其他运输方式借鉴来的想法，这些方式除了乘客外，还运送货物。由于当时航空旅行的费用很高，因此这项服务仅限于超级富豪，被视为极度奢侈。航空运输最初是在现有运输市场中提供功能增强。大多数（如果不是全部）服务路线都与铁路或海运有现有连接，因此只有那些重视节省时间的人才使用这些服务。
第二次世界大战后，燃气涡轮技术从军事用途改用于民用航空，在 1950 年代初期出现了德哈维兰彗星和其他喷气式飞机。[7]
在该技术的孕育阶段，实施了一系列政府政策，旨在促进技术发展和规范安全。民航领域最早实施的政策举措之一是在第一次世界大战结束后对英国飞行俱乐部进行补贴，因为政府意识到拥有受过训练的飞行员在军事上的重要意义。这一政策在随后的几年里被其他国家所采用，美国通过 1938 年的民用航空法案引入了补贴支付，其理由是国家防御和通过支持初创企业。[8] 这些支付也扩展到制造商/供应商以及机场和航空公司，到 1960 年，这些支付每年达到 6000 万美元。[9]
各国政府也开始实施正式的空中交通管制程序和监管机构，在美国，1938 年的民用航空法案设立了民用航空局，该局“将其实权扩展到空中航线，包括机场的起飞和降落，将机场塔台与空中航线交通管制中心结合在一起”。[6]
随着航空旅行从国内过渡到国际过境，很明显需要对航空管理采用国际方法。这种情况发生在 1944 年 12 月 7 日，52 个国家签署了《国际民用航空公约》，于 1947 年 4 月 4 日成立了国际民用航空组织。该公约已成为国际航空的基础，自最初签署以来已修改了八次。[10]
该公约中包含的政策范围广泛，主要条款包括：[11]
· 领空的主权和领土（第一条和第二条）
· 禁止使用武器攻击民用飞机（第三条）
· 海关和机场要求（第十条）
· 空中规则（包括领空和国际水域）（第十二条）
· 适航性和国际旅行文件要求的责任（第二十四条）
· 携带无线电设备的要求（第三十条）
从 1960 年代开始，航空旅行开始快速增长，至今仍保持强劲增长。这种增长在很大程度上是由 1970 年代至 1990 年代的市场自由化程度提高所推动的，这“增加了航空公司之间的竞争，并以整体票价降低和许多市场中航空旅行选择增多而结出硕果”。[12] 因此，许多在 40 年代和 50 年代初被国有化的航空公司现在正在被私有化（1997 年的澳洲航空和 1987 年的英国海外航空公司，即现在的英国航空公司）。在西方世界，这种情况尤其普遍，而许多中东和亚洲航空公司至今仍为国有企业。
进一步的技术发展和标准化降低了与航空旅行相关的成本。由于燃油成本占航空旅行成本的很大一部分，燃油效率的提高推动了这些成本节约。在 1968 年至 2014 年间，新飞机的平均燃油消耗量下降了约 45%。[13] 此外，在此增长期间，飞机尺寸不断增大，1969 年出现了波音 747，2005 年出现了空中客车 A380。[14] 这些大型飞机使航空公司能够利用更大的规模经济，进一步降低了成本，并随着成本下降和世界各地收入增加，为更大人群打开了市场。
定量分析的数据来自两个来源，以便尽可能广泛地涵盖整个生命周期，从 1947 年该技术处于孕育阶段到 2017 年。[5][15] 下表中第 2 列显示了这些数据。
| 年份 | 乘客数量（十亿） | 预测乘客数量（十亿） |
|---|---|---|
| 1947 | 0.021 | 0.043 |
| 1948 | 0.024 | 0.047 |
| 1949 | 0.027 | 0.050 |
| 1950 | 0.031 | 0.054 |
| 1951 | 0.039 | 0.058 |
| 1955 | 0.070 | 0.077 |
| 1960 | 0.110 | 0.110 |
| 1965 | 0.180 | 0.157 |
| 1970 | 0.310 | 0.224 |
| 1971 | 0.332 | 0.241 |
| 1973 | 0.402 | 0.277 |
| 1974 | 0.421 | 0.298 |
| 1975 | 0.432 | 0.319 |
| 1976 | 0.472 | 0.343 |
| 1977 | 0.513 | 0.367 |
| 1978 | 0.576 | 0.394 |
| 1979 | 0.648 | 0.422 |
| 1980 | 0.642 | 0.453 |
| 1981 | 0.641 | 0.485 |
| 1982 | 0.654 | 0.520 |
| 1983 | 0.685 | 0.557 |
| 1984 | 0.732 | 0.597 |
| 1985 | 0.783 | 0.639 |
| 1986 | 0.843 | 0.684 |
| 1987 | 0.905 | 0.732 |
| 1988 | 0.954 | 0.783 |
| 1989 | 0.983 | 0.838 |
| 1990 | 1.025 | 0.896 |
| 1991 | 1.133 | 0.957 |
| 1992 | 1.145 | 1.023 |
| 1993 | 1.142 | 1.092 |
| 1994 | 1.233 | 1.166 |
| 1995 | 1.303 | 1.244 |
| 1996 | 1.391 | 1.327 |
| 1997 | 1.455 | 1.414 |
| 1998 | 1.467 | 1.507 |
| 1999 | 1.562 | 1.605 |
| 2000 | 1.674 | 1.707 |
| 2001 | 1.655 | 1.816 |
| 2002 | 1.627 | 1.930 |
| 2003 | 1.665 | 2.049 |
| 2004 | 1.889 | 2.175 |
| 2005 | 1.970 | 2.306 |
| 2006 | 2.072 | 2.444 |
| 2007 | 2.209 | 2.587 |
| 2008 | 2.208 | 2.736 |
| 2009 | 2.250 | 2.892 |
| 2010 | 2.628 | 3.053 |
| 2011 | 2.787 | 3.220 |
| 2012 | 2.894 | 3.393 |
| 2013 | 3.048 | 3.571 |
| 2014 | 3.227 | 3.754 |
| 2015 | 3.466 | 3.943 |
| 2016 | 3.705 | 4.136 |
| 2017 | 3.979 | 4.334 |
| 2018 | 4.535 | |
| 2019 | 4.741 | |
| 2020 | 4.949 | |
| 2021 | 5.160 | |
| 2022 | 5.373 | |
| 2023 | 5.588 | |
| 2024 | 5.803 | |
| 2025 | 6.020 | |
| 2026 | 6.236 | |
| 2027 | 6.452 | |
| 2028 | 6.666 | |
| 2029 | 6.879 | |
| 2030 | 7.089 | |
| 2031 | 7.297 | |
| 2032 | 7.502 | |
| 2033 | 7.703 | |
| 2034 | 7.899 | |
| 2035 | 8.092 | |
| 2036 | 8.279 | |
| 2037 | 8.462 | |
| 2038 | 8.639 | |
| 2039 | 8.811 | |
| 2040 | 8.977 | |
| 2041 | 9.137 | |
| 2042 | 9.291 | |
| 2043 | 9.440 | |
| 2044 | 9.582 | |
| 2045 | 9.718 | |
| 2046 | 9.848 | |
| 2047 | 9.973 | |
| 2048 | 10.091 | |
| 2049 | 10.204 | |
| 2050 | 10.312 | |
| 2051 | 10.414 | |
| 2052 | 10.510 | |
| 2053 | 10.602 | |
| 2054 | 10.689 | |
| 2055 | 10.771 | |
| 2056 | 10.848 | |
| 2057 | 10.921 | |
| 2058 | 10.990 | |
| 2059 | 11.054 | |
| 2060 | 11.115 | |
| 2061 | 11.173 | |
| 2062 | 11.226 | |
| 2063 | 11.277 | |
| 2064 | 11.325 | |
| 2065 | 11.369 | |
| 2066 | 11.411 | |
| 2067 | 11.450 | |
| 2068 | 11.487 | |
| 2069 | 11.521 | |
| 2070 | 11.553 | |
| 2071 | 11.583 | |
| 2072 | 11.611 | |
| 2073 | 11.637 | |
| 2074 | 11.662 | |
| 2075 | 11.685 | |
| 2076 | 11.706 | |
| 2077 | 11.726 | |
| 2078 | 11.745 | |
| 2079 | 11.762 | |
| 2080 | 11.778 | |
| 2081 | 11.794 | |
| 2082 | 11.808 | |
| 2083 | 11.821 | |
| 2084 | 11.833 | |
| 2085 | 11.845 | |
| 2086 | 11.855 | |
| 2087 | 11.865 | |
| 2088 | 11.875 | |
| 2089 | 11.883 |
以下三参数逻辑函数用于对数据进行 S 形曲线建模，确定该技术的孕育、增长和成熟阶段。
其中
· S(t) 是每年的乘客出行次数
· t 是年份
· t0 是拐点年份（达到 1/2 K 的年份），
· K 是饱和状态水平
· b 是一个系数。
为了估计参数 K，我们考虑了一系列值，从 50 亿到 320 亿，选择最符合获得数据的 K 值。
发现 K = 120 亿最符合数据，R2 = 0.9854，参数 b = 0.0721。此外，拐点年份 t0 被发现为 2025 年。下图显示了实际数据和估计数据的对比。
S 型曲线模型预测，航空运输的客运量将在每年 120 亿人次达到峰值，并在 2025 年后增速放缓，到 2070 年进入成熟阶段。虽然航空运输展现出成熟系统的许多特征，包括标准化、市场细分以及产品定制，但分析表明该技术仍处于增长阶段。这在很大程度上归功于该技术的全球化考虑，因为虽然该技术在发达市场（如美国）可能已基本成熟，但正如之前讨论的那样，发展中国家还有很大的增长空间。
然而，对任何这些未来预测都要持保留态度，因为技术创新或国际监管变化有可能影响该技术的发展。一个可能限制增长的潜在问题是航空旅行带来的巨大碳足迹，反飞行运动在世界各地越来越受欢迎。此外，由于该行业目前的利润率很低，旅行价格与燃油/石油价格密切相关。未来的油价上涨有可能推高价格，从而可能降低对航空旅行的需求，尤其是低收入人群。
虽然很难分析长期未来预测的准确性，但可以将近期估计与实际情况进行比较，以确定准确性。国际航空运输协会预测，到 2037 年，全球航空旅行量将达到每年 82 亿人次。[16] 该模型预测同年将达到 84.6 亿人次，因此可以说这一预测在短期内很可能准确，但除此之外就不得而知了。
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