民用飞机经济性研究的数据体系和数据库

民用飞机经济性研究的数据体系和数据库

赵　楠¹　宋文滨¹

（1．上海交通大学航空航天学院，上海　200240）

摘要：民用飞机方案设计中，经济性分析显得尤为重要，甚至决定了所研究的机型最终在航空市场上的成败。经济性研究需要大量的数据做支撑，因此民用飞机经济性数据库的发展具有很重要的意义。飞机经济性数据库的建立需要一个漫长的积累和管理的过程。飞机经济性的研究主要涉及的数据类型包括飞机设计参数，航空公司的运营数据，制造商的成本数据，典型航线的数据，以及经济性环境数据。本文针对目前航空公司及飞机制造商常用的经济性分析手段，对这些分析手段背后所需的数据库进行挖掘和整理，试图建立一个逐步完善的民用飞机经济性研究数据库体系。

关键词：民用飞机；经济性；数据库；数据库体系；数据分析

Data System and Database for Civil Aircraft Economics Analysis

Zhao¹ Nan Song¹ Wenbin

(1.School of Aeronautics and Astronautics,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240)

Abstract:Economic analysis is an important part of the civil aircraft design development,it even decides the final fate of the aircraft project in the market.The aircraft economics analysis should be based on large amount of data of diverse type,so the study on aircraft economics database is highly significant.However,the establishment of database needs a long process and the detailed management.The main data types include the aircraft design parameters,the airlines operating data,the manufacturer's costs data,the typical routes data and economics environment data.This essay mainly focuses on the database structure and management which are usually used in the economic analysis of airlines and manufacturers and attempts to build a gradually improved civil aircraft database system.

Key words:Civil Aircraft;Economics;Database;Database System;Data Analysis

1　经济性分析

航空工业是高技术、高附加值的产业，航空公司对新型号一般要求经济性10%～15%的改善，这有助于新技术的研发，前期的研发费用往往极高。由于在飞机的研发过程中没有考虑到经济性因素而导致项目最终失败的例子有很多，如20世纪六七十年代的“协和”飞机，由于使用成本高、航空公司亏损巨大等原因，最终只生产了16架就停产。因此在民用飞机设计方案中，经济性的分析显得尤为重要，甚至决定了所研究的机型最终在航空市场上的成败。经济性的研究需要大量的数据做支撑，因此民用飞机经济性数据库的发展具有很重要的意义。

1．1　经济性分析方法

民用飞机经济性的研究方法主要有计算飞机总运营成本（Total Operating Cost，TOC）和飞机全寿命周期成本（Life Cycle Costs，LCC）两种。

飞机运营公司对于经济性的分析一般采用TOC计算，TOC又可划分为直接运营成本（Direct Operating Cost）和间接运营成本（Indirect Operating Cost）。其中DOC具有可计算性，一般在飞机的设计总体方案优化、飞机运营方案优化和飞机的竞争性分析中采用DOC的计算结果进行分析，而IOC由于根据不同航空公司的运营情况不同难以估算，取作DOC的倍数加以考虑。计算TOC的值一般用于分析运营经济性，如分析飞机机票折扣率的盈亏平衡点等^［1］。

飞机制造商对于飞机经济性的分析一般采用LCC模型。对于飞机而言，全寿命周期成本LCC是指飞机从最初概念设计到它最终退出服役的所有成本，其包括设计成本、制造和采购成本、运行成本和处置成本四块，其各自的简单定义如下^［2］：

1）设计成本（非重复成本）

非重复成本包括以下各阶段发生的成本：概念设计、初步设计和详细设计；机体结构和系统的实验和验证；适航验证和试飞；新工艺的开发；工装的设计和制造等。

2）制造和采购成本（重复成本）

重复成本包括以下各阶段发生的成本：原材料、发动机和设备成品的采购；机体制造；飞机总装；产品质量控制和批生产试飞等。

3）运行成本

运行成本包括运行期间的所有权成本（折旧、利息和保险）、现金成本（燃油、空勤、维修、起降和导航费等）和间接成本。

4）处置成本

处置成本是指飞机进入处置阶段发生的成本。飞机可能转售或租赁给其他用户经营，或改装成货机，或被封存/解题。

其中运行成本和处置成本在DOC计算模型中均有包含，是航空公司经济性分析的一部分，而飞机制造商的经济性分析所考虑的是设计成本及制造和采购成本。飞机制造商推出某机型项目是否盈利还需要考虑飞机的定价，飞机定价一般由市场需求和竞争决定。

1．2　经济性数据库发展

飞机经济性数据库的建立需要一个漫长的积累和管理的过程。飞机经济性的研究主要涉及的数据类型包括飞机设计参数，航空公司的运营数据，制造商的成本数据，典型航线的数据，以及经济性环境数据。经济性数据的来源多，一般来源有飞机制造商发布的机型技术参数和飞机手册，航空公司与机场运营商发布的运营统计数据和财务数据，国家统计部门发布的行业统计数据，国际性的行业组织或各国政府机构发布的统计分析数据如美国航空业的US DOT Form 41^［3］，以及一些商业咨询公司的数据库产品如航升（Ascend）^［4］与OAG的数据库产品^［5］，以及学术组织和学术期刊发表的研究成果等。

2　经济性数据库的需求分析

2．1　航空公司对于数据库数据的需求和应用

飞机运营公司所用的飞机直接运营成本DOC，一般包括所有权成本、燃油成本、空勤成本、维护成本、起降费、导航费和地面服务费等。其中所有权成本包括折旧费、年度利息、保险费，它们的计算需要用到经济性计算规则数据库中的市场经济环境条件数据，如贷款年利率，飞机保险费率等；维修成本的计算需要用到飞机的设计技术参数数据库，同时对于航空公司的实际统计维修成本的分析需要用到统计维修数据库；燃油成本的简单估算需要用到飞机的设计技术参数数据库，同样对于实际燃油成本的分析则需要大量来自航空公司的统计燃油数据；起降、导航、地面服务费等的计算需要的是经济性计算规则数据库中市场经济环境条件数据。DOC计算各项对于数据的需求如图1所示。

图1　DOC模型的数据需求

航空公司的经济性分析除了DOC的计算分析外，还包括航空公司主营业务的收益分析。航空公司主营业务的收益是指航空公司航空运输业务的收益，即航空公司的卖出的机票收入减去其运营成本，当收益为正时，航空公司在此业务上能够盈利，否则亏本。

航空公司航运业务的收益分析依赖于航空公司的运营数据，包括机队数据、票价数据、机场数据、航线数据、航班数据等，基于这些数据可以对航空公司的运营收益做以下分析。

1）单一航线运营收益分析

单一航线的运营经济收益分析是指对于固定航线，航空公司收益随飞机类型、票价折扣的变化。它对于航空公司一定航线上机型的规划，航空公司票价折扣率的制定有一定意义。图2为某型号飞机座成本和收益比较分析图，图中收益和运营成本的落差即为航空公司的运营收益，可以看出80%上座率的情况下，票价若在六折以上均能实现盈利；六折以内则会亏本；票价六折时，航程在1 000km以内能实现盈利，而航程大于1 000km时会亏损。

图2　单一航线运营受益分析

2）单个机型固定航线收益分析

单个机型固定航线的受益分析是指对于固定机型，航空公司收益受上座率和票价的综合影响的变化。对于一定票价而言，航空公司收益会随着上座率的增加而增加；对于一定的上座率，航空公司收益则随着票价的增长而增加。

3）机队经济性分析

机队经济性分析是指的对于一组航线，一组飞机（假定为单一机型），不同的飞行计划安排对于航空公司受益的影响。航空公司的飞行计划从航线网络的构成上分可以城市对式，城市串式和中枢辐射式三类。

城市对式航线即城市和城市之间直接通航的航线和航班，其特点是两地间都为直飞航线，旅客不必中转，适用于客流量较大的机场之间；城市串式是在城市对式的基础上发展而来。城市串式航线结构的特点是一条航线由若于航段组成，航班在途中经停获得补充的客货源，以弥补起止航站之间的运量不足，这种方式适用于城市间的客货运量和运力不足的情况下；中枢辐射式结构由城市对航线和枢纽机场的辐射航线共同构成。通常要确定全国或区域范围内的中枢机场，它是区域内的航空客货集散地，与区外的其他中枢机场之间有便利的空运联系。中枢机场之间采用城市对式航线直飞，再以每个中枢机场为中转站建立其辐射航线。客流量较小的城市之间不采用对飞形式，而是分别把客货运送到中枢机场，通过中枢机场进行航班衔接、客货中转，实现相互之间的空中联结。对于机队经济性的分析，牵涉到的因素众多，用何种方式分析也是所面临的问题之一。

2．2　飞机制造商对于数据库数据的需求和应用

飞机全寿命周期成本LCC包括设计成本、制造和采购成本、运行成本和处置成本四部分，其中运行成本和处置成本均包含在DOC计算中，是航空公司关注的重点，对于数据库的需求上文已述。

飞机制造商的收益为飞机定价与制造成本之间的差额，而飞机的定价是由市场价值决定。在飞机设计方案的优化过程中，会采用一些计算公式对飞机价格进行估算，而这样的公式则需要从飞机的设计参数数据库中调出设计参数进行估算。

飞机的研制成本可以分为非重复成本（Non-Recurring Cost）和重复成本（Recurring Cost），其中非重复成本是指仅发生一次的成本，即设计成本；重复成本则是指每架飞机均发生的成本，即制造成本^［2］。非重复成本的计算模型是将飞机按组/部件分解，再利用历史数据的回归分析确定每个组/部件的成本。因此非重复成本的计算往往需要大量的部件分解和以重量定成本的可利用的历史数据。

3　经济性数据库的发展情况

3．1　数据库类别

基于经济性研究的需要，目前所需的经济性数据主要有一些几类：飞机机型技术参数，飞机维修数据，经济性计算规则，航空公司运营数据，航空公司财务数据等。数据库的内容需要不断地更新积累。

表1　主要经济性数据库的简要说明^［6］

（续表）

对经济性数据库的研究工作主要有以下三个方面：数据库数据的整理和分析；数据库架构的设计和实现；数据库数据在经济性分析中的使用。目前国内在航空经济性数据库的建立和研究方面与国外还有一定差距，民用飞机经济性数据库的建立和使用以提高航空经济学的研究和应用，仍然有较长的路要走。

3．2　数据库形式及内容

1）Aircraft Data数据库

Aircraft Data数据库主要来源于公开的型号飞机的数据，该数据库包括Airbus/Boeing/Comac/Large Regional/Regional/Aircraft Pricing六个数据表，其中Airbus/Boeing/Comac/Large Regional/Regional数据表的结构如表2所示：

表2　Airbus/Boeing/Comac/Large Regional/Regional数据表的结构

表3　Aircraft Pricing数据表的结构

2）Maintenance数据库

维修统计数据库的数据来自国内航空公司的运营统计数据。对于维修成本的统计计算，国内航空公司维修成本的研究以及发展适合我国航空市场环境的维修成本模型有重要的意义。维修数据库的内容见表4：

表4　Maintenance数据表的结构

3）航空公司运营数据库

航空公司运营数据库数据来源于美国航空业定期发布的US DOT Form 41 Reference^［3］，该数据库有助于研究美国航空公司的运营情况，不同机队类型的运营成本状况，以及美国航空业界的劳务成本状况。航空公司运营数据表见表5：

表5　航空公司运营数据表的结构

4）Routes及Routes Price数据库

Routes数据库的建立有助于研究国内航线的价格。Routes数据库包括Domestic/Domestic Route/Routes Price三张数据表。其中Domestic数据表为国内航线城市名，Domestic Route为国内航线信息，Routes Price为航线政府运价。其数据表结构分别见表6、表7、表8：

表6　Domestic表的结构

表7　Domestic Routes表的结构

表8　Routes Price表的结构

5）Finance数据库

Finance数据库数据源于东方航空公司季度/年报^［7］，该数据库用于研究国内航空公司主营业务的收益情况。该数据库主要包括资产负债表、利润表、现金流表三种，其各自数据表结构如表9所示。

表9　Finance表的结构

4　结论

民用飞机的经济性是飞机设计、制造、运营中最为重要的考虑之一。对于民用飞机经济性的分析计算需要建立在大量的数据之上，因此对民用飞机经济性研究数据库体系的研究和整理就显得尤其重要。本文针对目前航空公司及飞机制造商常用的经济性分析手段，对这些分析手段背后所需的数据库进行挖掘和整理，对航空公司常用的DOC分析所需数据做了整理归类，飞机制造商的经济性分析所需数据仍需要大量搜集整理。

参考文献

[1] 叶叶沛.民用飞机市场与经济性[R].上海:中国商用飞机有限责任公司,2012.

[2] 叶叶沛,李晓勇.商用飞机全寿命成本分析方法[C].大型客机设计制造和使用经济性研究.上海:上海交通大学出版社,2011.

[3] US DOT Form 41[R/OL].http://www.transtats.bts.gov/.

[4] 航升.Ascend Aerospace Information[R/OL]http://www.ascendworldwide.com/.

[5] OAG官方航空指南(Official Airline Guide)[S/OL].http://www.oag.com.cn/.

[6] 宋文滨.大型客机专项研究技术报告[R].上海:上海交通大学航空航天学院,2011.

[7] 东方航空公司季度/年报[B/OL].http://www.ceair.com/.