运输部署案例集/美国航空公司
作者：Joseph DeVore
1903年12月，奥维尔和威尔伯·莱特兄弟首次离地飞行时，飞机就被认为是跨越长距离或崎岖地形运送人员的绝佳工具。随着技术的不断发展，飞机的性能也得到提升，可以飞得更远，在不同地点之间运送更多乘客，相较于铁路和汽车等其他交通方式，飞机更具优势。飞机可以在遥远的地方以极高的速度飞行，到了20世纪50年代，第二次世界大战结束后，喷气发动机得到了发展，航空公司也找到了长途旅行的市场定位。航空公司承担了这些长途旅行，而汽车、火车或轮船则需要几天才能完成。与这些其他交通方式不同，飞机让人们能够前往世界各地。新西兰航空公司能够在短短25小时内提供从香港到伦敦的航班，这两个地方几乎位于世界两端[1]。这种在如此短时间内提供的长途旅行是任何其他交通方式都无法比拟的，并且为需要快速跨越国界或洲际旅行的航空公司乘客提供了便利。
喷气发动机是由英国航空工程师和飞行员弗兰克·惠特尔爵士发明的。惠特尔在20世纪30年代首次提出了汽油发动机的想法，并在1937年获得了专利并进行了第一台喷气推进发动机的测试[2]。在接下来的四年里，他利用这项技术开发了一种发动机，用于驾驶一架经过改装以使用喷气发动机的实验飞机。1941年，先驱者号是第一批使用喷气推进飞行的飞机之一。虽然它并不是第一架使用喷气推进飞行的飞机，但这款发动机的型号包含了如今生产的喷气发动机的基本要素。
当喷气发动机开始应用于客机时，航空公司成为了美国交通运输中的一种可行选择。与汽车不同，航空公司可以在几个小时内将乘客从一个城市飞往全国各地的另一个城市，而不是几天。喷气发动机为航空公司提供了以900-1150公里/小时的速度飞行的途径。该国的大多数州际公路限速仅为110公里/小时。这种速度差异是20世纪50年代航空公司客运量激增的主要原因，并且创造了该国最快的交通方式。
跨越全国提供飞行的另一个关键要素是喷气发动机使用的喷气燃料。煤油是惠特尔喷气发动机中使用的第一种燃料，至今仍是喷气燃料的主要来源[3]。随着飞机变得越来越先进，并在更高的高度飞行，人们开始使用更高等级的煤油，这种煤油的凝固点更低，能够承受有时接近零下40摄氏度的低温。燃料标准的另一个补充是执行高闪点，以降低火灾风险。这些燃料标准为飞机提供了能够提高飞机安全性的燃料。
随着飞机越来越适合飞行，一家公司彻底改变了飞机的设计和生产。二战结束后，对军用飞机的需求结束，波音公司也停止了军用飞机的生产。但波音公司并没有就此消亡，而是将重点转向了客机的研发。到了20世纪50年代和60年代，波音公司推出了首批用于客运的喷气飞机，例如波音717或更常见的DC-9和DC-10飞机[4]。这些飞机开始在全国各地运送数百万乘客，到1965年，国内年度乘客数量超过1亿人。螺旋桨飞机到喷气飞机的转变创造了一个快速长途旅行的市场，而只有航空公司才能提供这种服务。
随着飞机开始在全国客运中找到自己的市场定位，许多机场开始在美国主要城市涌现。这些机场最初的设计是为了处理少量空中交通，主要用于美国邮件航班和非常稀少的客运航班。但随着飞机制造商开发出客机，全国各地的机场不得不为日益增长的航空运输需求建造新的航站楼，并增加改进的跑道来处理这些新型飞机[5]。20世纪70年代和80年代的乘客增长继续迫使机场在航站楼上增加设施，以支持国内和国际航班乘客数量的增加。
随着机场开始从每天处理少量航班转变为每年处理数百万乘客，航站楼开始为等待航班的乘客提供服务。航站楼为有时间消磨的乘客提供餐厅和购物亭，许多酒店也建在机场附近或只需乘坐短途巴士即可到达。机场提供的这些类型的便利设施吸引了越来越多的乘客选择飞机，并为航空旅行营造了奢华的形象。随着航空旅行继续成为全国交通运输的重要组成部分，机场航站楼将不断适应乘客期望的服务。
20世纪40年代和50年代的航空公司几乎完全服务于头等舱的商务人士，航空公司提供的设施也反映了这一点。餐点在瓷器上供应，配有亚麻餐巾，还有饮料休息室，整个飞行体验都非常豪华[6]。这些航空公司在1954年之前一直享受联邦补贴。这些补贴使航空公司能够继续为头等舱的商务人士服务，并免受经济下滑的影响。当联邦补贴结束时，航空公司不得不扩展业务，提供经济舱服务，以满足更广泛的市场需求。政府监管也阻碍了新航空公司进入市场。直到1978年放松管制之前，都是同一批大公司主导着市场。放松管制后，许多小型航空公司进入市场，航空客运量在整个20世纪80年代激增。1989年的海湾危机导致航空公司损失了巨大的市场份额，并导致许多航空公司，如泛美航空，破产。第11章破产法允许像大陆航空这样的公司在经济困难时期维持运营，并且通过帮助这些陷入困境的航空公司，美国各地的航空服务得以继续保持可负担性。
航空公司最初主要用于空邮业务，由于联邦政府的资助和支持，航空服务到各城市的范围不断扩大。泛美航空是第一批航空公司之一，开始在美南和加勒比海的拉美国家之间运营航班。这些飞机充当“跳岛者”，将各个岛屿连接起来。泛美航空也是第一家采用波音707的公司，这是第一架投入生产的喷气式飞机。尽管这些喷气式飞机提供了快速可靠的服务，但价格仍然非常高。泛美航空总裁胡安·特里普向波音施压，要求他们建造一架载客量更大的飞机，以便降低机票价格[7]。特里普和波音首席执行官威廉·艾伦达成了一项协议，大规模生产新型波音747。尽管747对于为客户提供更便宜的航班来说是一架很棒的飞机，但飞机的固定成本几乎让泛美航空和波音都破产了。
人们试图扩展使飞机在国内旅行中如此便捷的技术，以满足国际旅行的需求。美国以及英国和法国政府都为协和式飞机项目提供了资金，该项目是一种超音速喷气式飞机，可以在2-3小时内往返于欧洲和美国之间。与传统飞机需要8个多小时才能穿越大西洋相比，这种更短的旅行时间是一项巨大的创新。由于需要高昂的票价来支付成本，协和式飞机无法继续运营，机队于2003年退役。这表明，尽管技术能够缩短飞机的旅行时间，但实施这些技术的成本过高，无法大规模推广[7]。
为了了解乘坐飞机的乘客数量并估计航空业未来的需求，我们开发了一个S曲线来拟合美国每年旅客登机人数[8]。我们通过使用平方和回归，将包含三个自变量的方程拟合到数据中，找到了这条曲线。我们使用Microsoft Excel的求解器功能推导出拐点时间t_0、旅客登机人数的全局最大值K和形状变量b的值。使用以下公式，我们将曲线拟合到数据中，R2值大于0.99
N(t) = K/[1+exp(-b(t-t_0)]
这个高R2值表明，这个S曲线非常适合给定的数据。以下值是使用Excel中的求解器推导出的。
| K值 | 676,250,000 |
| 多重R | 0.9952 |
| R平方 | 0.9904 |
| 调整后的R平方 | 0.9902 |
| 标准误差 | 20519700 |
| 观察次数 | 57 |
使用从我们的S曲线方程计算出的数据，我们然后对数据进行了回归分析。该回归分析找到了R平方值以及标准误差和95%置信区间的上下限。
| 自由度 | 平方和 | 均方差 | F值 | F检验的显著性 | |
| 回归 | 1 | 2.388E+18 | 2.388E+18 | 5674 | 3.512E-57 |
| 残差 | 55 | 2.315E+16 | 4.210E+14 | ||
| 总计 | 56 | 2.412E+18 |
| 系数 | 标准误差 | t统计量 | P值 | 95%置信区间下限 | 95%置信区间上限 | |
| 截距 | 2891000 | 5277350 | 0.54781 | 0.58604 | -7685070 | 13467000 |
| 自变量1 | 0.9810 | 0.0130 | 75.3230 | 3.512E-57 | 0.9549 | 1.0071 |
使用S曲线的公式S(t) = K/[1+exp(-b(t-t0)]，并在Excel中使用求解器找到数据和曲线之间差异的最小平方和，我们估算了以下S曲线的值。
| K值 | 676,248,778 |
| b | 0.098891674 |
| t0 | 1982.477415 |
我们将计算出的S曲线与来自RITA数据集的给定数据进行了对比绘制。从图中可以看出，拟合线准确地体现了我们的R平方值0.99。该曲线非常适合数据，并且应该是未来几年旅客登机人数的一个很好的估计。
这些数据证实了S曲线拟合数据，并且是未来旅客登机人数的一个很好的估计。由于我们计算出的K值为676,248,778名年度旅客，因此这是未来5-10年出行人数的一个很好的估计。根据市场和其他交通方式的技术改进，航空公司可能接近其年度旅客的最大值，也可能继续增长。从S曲线中我们可以得出的最大结论是，政策制定者不应计划航空公司以20世纪70年代和80年代的速度继续增长。政策制定者和规划者应该计划将航空公司作为未来许多年国内和国际旅行的重要组成部分，但由于增长速度已显示出下降趋势，国内航空公司已达到饱和点。
通过观察定性和定量部分，可以看出航空公司是长途旅行的一种非常有效的交通方式。它们以合理的价格为乘客提供最短时间内的长途旅行。这三个因素使飞机在过去十年成为一种主要的交通方式，并且将在未来几年继续成为主要的交通方式。我们计算出的数据表明，航空公司增长的速度已经趋于平缓。在过去的8年中，国内航空旅客人数一直稳定在每年6.5亿次出行左右。根据我们给出的S曲线以及大多数交通方式遵循这种增长模式的知识，我们可以断言，除非引入新技术或重大激励措施，否则航空公司的国内旅客人数将不会增加。
- ↑ “新西兰航空将暂停香港至伦敦航班”。《华尔街日报》。N.p.，2012年11月5日。网络。2012年11月5日。<http://online.wsj.com/article/SB10001424052970204755404578100781318045260.html>。
- ↑ “喷气发动机的历史 - 弗兰克·惠特尔爵士 - 汉斯·冯·奥哈因”。喷气发动机的历史 - 弗兰克·惠特尔爵士 - 汉斯·冯·奥哈因。N.p.，n.d. 网络。2012年11月5日。<http://inventors.about.com/library/inventors/bljetengine.htm>..
- ↑ “喷气燃料的历史”。BP全球 | BP。N.p.，n.d. 网络。2012年11月6日。<http://www.bp.com/>。
- ↑ “波音历史”。波音：首页。N.p.，n.d. 网络。2012年11月5日。<http://www.boeing.com/history>。
- ↑ 贝德纳雷克，珍妮特·R·戴利。《美国的机场：机场发展，1918-1947》。德克萨斯州大学农工大学出版社，2001年。印刷版。
- ↑ 罗斯，马克·H.，布鲁斯·埃德萨尔·西利和保罗·F·巴雷特。“建设商业航空”。《世界上最好的交通系统：铁路、卡车、航空公司以及20世纪的美国公共政策》。俄亥俄州立大学出版社，2006年。76-80页。印刷版。
- ↑ a b 加里森，威廉·L.和戴维·莱文森。《运输体验》。牛津大学出版社，2006年。印刷版。
- ↑ “历史航空交通统计”。RITA | BTS。N.p.，n.d. 网络。2012年11月3日。<http://www.bts.gov/programs/airline_information/air_carrier_traffic_statistics/airtraffic/annual/1954_1980.html>。