Αεροδρόµια και αεροπορικές µεταφορές

Transcript

1 Αεροδρόµια και αεροπορικές µεταφορές Χριστίνα Μηλιώτη Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών Πανεπιστήµιο Πατρών

2 Δυσκολίες στις προβλέψεις ü Απαιτούνται µακροπρόθεσµες προβλέψεις γεγονός που αυξάνει την αβεβαιότητα ü Η οικονοµική κατάσταση χαρακτηρίζεται από κρίσεις που δηµιουργούν απρόβλεπτες επιδράσεις στη ζήτηση. ü Οι αποφάσεις µεγάλων παικτών όπως αεροπορικών εταιρειών και ανταγωνιστικών αεροδροµίων µπορεί να δηµιουργήσουν σηµαντικές επιδράσεις στη ζήτηση. ü Η πρόβλεψη της ζήτησης παρουσιάζει αστοχίες

3 Προβλέψεις και αληθινές τιμές επιβατικής κίνησης μετά από 5 χρόνια A irport Base Year Forecast A ctual F/A Ratio Bangor, ME Bedford, MA Beverly, MA Hyannis, MA (a) Hyannis, MA (b) Nantucket, MA New Bedford, MA Norwood, MA Portland, ME Providence, RI

4 Προβλέψεις και αληθινές τιμές επιβατικής κίνησης μετά από 10 χρόνια Airport Base Year Forecast Actual F/A Ratio Bangor, ME Bedford, MA Beverly, MA Hyannis, MA (a) Hyannis, MA (b) Nantucket, MA New Bedford, MA Norwood, MA Portland, ME Providence, RI

5 Προβλέψεις και αληθινές τιμές επιβατικής κίνησης μετά από 15 χρόνια A irport Base Year Forecast A ctual F/A Ratio Bangor, ME Bedford, MA Beverly, MA Hyannis, MA (a) Hyannis, MA (b) Nantucket, MA New Bedford, MA Norwood, MA Portland, ME Providence, RI

6 ΑΕΡΟΜΕΤΑΦΟΡΙΚΗ ΖΗΤΗΣΗ ΚΑΙ ΠΡΟΒΛΕΨΕΙΣ

7 Αεροµεταφορική Ζήτηση και Προβλέψεις Ζήτηση και αεροµεταφορές Είδη προβλέψεων Παράγοντες που επηρεάζουν τη ζήτηση Χρονολογικές σειρές Μεθοδολογίες πρόβλεψης ζήτησης

8 Ανάλυση Ζήτησης και αερομεταφορές Η διαδικασία σχεδιασμού ενός αερολιμένα απαιτεί την πρόβλεψη της ζήτησης (Forecasting) και την ανάλυση της ζήτησης (demand analysis) που αναμένεται να έχει ο αερολιμένας

9 Κατηγορίες Ζήτησης στις αεροπορικές μεταφορές Φόρτος επιβατών Φόρτος εμπορευμάτων Κινήσεις αεροσκαφών Εγχώρια, διεθνής κίνηση Τερματίζουσα και διερχόμενη Ναυλωμένη και προγραμματισμένη

10 Κατηγορίες Ζήτησης στις αεροπορικές μεταφορές Επιπλέον είναι απαραίτητη και η προσπάθεια πρόβλεψης πιθανών αλλαγών qστα έσοδα ανά επιβάτη qστην επιλογή τρόπων πρόσβασης στον αερολιμένα qστον αριθμό των αργαζομένων στον αερολιμένα qστην τεχνολογία των αεροσκαφών και των αερολιμένων

11 Βήματα υπολογισμού της ζήτησης 1. Αρχικά υπολογίζονται οι ετήσιοι φόρτοι ü Επιβατών και εμπορευμάτων 2. Μετά μετατρέπονται σε ωριαίους με κατάλληλους συντελεστές 3. Υπολογίζεται ο συνολικός φόρτος σχεδιασμού 4. Εκτίμηση των αεροπορικών κινήσεων (Air Transport movements-ατμ) με κατάλληλες παραδοχές (π.χ. για το μέσο μέγεθος αεροσκαφών)

12 Επιβατική κίνηση και χωρητικότητα Τα δεδομένα των επιβατικών/ Εμπορευματικών κινήσεων είναι απαραίτητα για το σχεδιασμό των κτηρίων επιβατών και των εμπορευματικών αεροσταθμών üδιάταξη üμέγεθος

13 Αεροπορικές κινήσεις και χωρητικότητα Τα δεδομένα των αεροπορικών κινήσεων είναι απαραίτητα για το σχεδιασμό του χώρου κίνησης των αεροσκαφών (airside capacity) üδιάδρομοι üτροχόδρομοι üχώροι Στάθμευσης

14 Τι είναι η χρονολογική σειρά? Ορισμός Χρονολογική Σειρά (ΧΣ) είναι ένα σύνολο παρατηρήσεων μιας μεταβλητής που έχουν ληφθεί σε ίσα χρονικά διαστήματα H απεικόνιση μια ΧΣ ως προς το χρόνο ονομάζεται χρονοδιάγραμμα (time plot). Σκοπός ανάλυσης χρονολογικών σειρών Ανάπτυξη Υποδειγμάτων Προβλέψεις Στατιστικά προγράμματα SPSS, SAS, Eviews, R, STATA

15 Παραδείγματα ΧΣ στον τομέα των μεταφορών...

16 Fatalities by day of week and time of day (2005, EU-18) Annual Fatalities, Injury Accidents and Injured People

17 4000 Accident severity in the years killed and injured PTW riders 120 Number of injured PTW riders Number of killed PTW riders injured PTW riders killed PTW riders Years 60 Killed and injured PTW riders, Austria

18 Passengers in the Greek Airport of Keffalonia ( )

19 SOURCE: U.S. Department of Transportation, Research and Innovative Technology Administration, Bureau of Transportation Statistics, Office of Airline Information, Air Carrier Traffic Statistics (Monthly T-100).

20

21 Παράγοντες που επηρεάζουν την ζήτηση και τις τάσεις στις αερομεταφορές Οικονομικοί παράγοντες (ΑΕΠ, Εισόδημα) Δημογραφικοί παράγοντες (Πληθυσμός, ομάδες ατόμων μικρότερης ηλικίας, αστικοποίηση) Παράγοντες προσφοράς (κόστος ανά επιβατοχιλόμετρο, κόστος εισιτηρίων, γενικευμένο κόστος) Μέγεθος των αεροσκαφών Εξελίξεις στην τεχνολογία

22 Παράγοντες που επηρεάζουν την ζήτηση και τις τάσεις στις αερομεταφορές Τεχνολογία (αλλαγές στην καθοδήγηση του α/φ, στην τεχνολογία των αεροσκαφών και επομένως στην χωρητικότητα) Διοίκηση (διεθνείς Συμμαχίες, Προγράμματα τακτικών επιβατών, εταιρείες χαμηλού κόστους) Επαναρρύθμιση αγορών (π.χ. ιδιωτικοποίηση) Περιορισμοί (πολιτικές αποφάσεις όπως μη επαρκείς επενδύσεις)

23 Παράγοντες που επηρεάζουν την ζήτηση και τις τάσεις στις αερομεταφορές- Εμπορεύματα Το ηλεκτρονικό εμπόριο Τα ανταγωνιστικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τα άλλα μέσα μεταφοράς Τα προϊόντα που παρουσιάζουν ευαισθησία στο χρόνο και το κόστος Το αυξανόμενο μερίδιο των ενοποιημένων μεταφορών

24 Προβλέψεις Η εκτίμηση τάσεων του παρελθόντος και η προέκτασή τους στο μέλλον Οι προβλέψεις κοινωνικών δραστηριοτήτων εμπεριέχουν αυθαίρετες γνώμες Θεωρούνται επιτυχείς όταν αποκλίνουν 10% Προσπαθούν να δημιουργήσουν ένα μαθηματικό τύπο που συσχετίζει καλά την προηγούμενή εμπειρία

25 Είδη προβλέψεων Στο σχεδιασμό αεροπορικών μεταφορών διακρίνουμε το Βραχυπρόθεσμο επίπεδο (6-24 μήνες) Μεσοπρόθεσμο (2-5 χρόνια) Μακροπρόθεσμο Προγραμματισμός πληρωμάτων Συντήρηση αεροσκαφών Τιμολογιακή πολιτική Βραχυπρόθεσμος Επενδύσεις Άνοιγμα νέων γραμμών Στρατηγικές συμμαχίες Μακροπρόθεσμος

26 Προβλέψεις Η ακρίβεια φθίνει αναπόφευκτα όσο αυξάνει ο χρονικός ορίζοντας Οι προβλέψεις είναι δύσκολο να γίνουν για περισσότερα από έτη επειδή το πλήθος των παραμέτρων που τις επηρεάζουν είναι μεγάλο και επηρεάζονται από αστάθμητους παράγοντες) Διάρκεια πρόβλεψης Χαρακτηριστικά Σφάλματος Μέσος όρος Τυπική απόκλιση

27 Προβλέψεις Οι προβλέψεις αποδεικνύονται λάθος!!! Πρόβλεψη Επιβάτες Για το Έγινε το Πραγματικοί Πρόβλεψη Ποσοστό σφάλματος ,1 20, ,6 27, ,0 39,5 27 Εξαρτώνται Χρονικό διάστημα Μεταβλητές Μορφή των μεταβλητών Μορφή της εξίσωσης

28 Μέθοδοι πρόβλεψης της ζήτησης Ποιοτικές Γνωματεύσεις ειδικών Δελφική μέθοδος Έρευνες αγοράς Στατιστικές Μέθοδος προβολής των τάσεων Ανάλυσης χρονολογικών σειρών Οικονομετρικές Οικονομετρικά μοντέλα

29 Επισκόπηση ποιοτικών µεθόδων Πάνελ εμπειρογνωμόνων Χρησιμοποιείται μόνο για ποιοτικού χαρακτήρα βραχυπρόθεσμες εκτιμήσεις Μέθοδος Δελφών Χρησιμοποιείται από το διεθνή οργανισμό αερομεταφορών για τη συλλογή απόψεων για το μέλλον των αερομεταφορών

30 Μέθοδος Δελφών v Συλλογη προβλέψεων µέσω ερωτηµατολογίου v Σύνοψη των απαντήσεων και επανατροφοδότηση µαζι µε νέες ερωτήσεις στην οµάδα ειδικών για βελτίωση και αιτιολόγηση της πρόβλεψης τους. v Οι ειδικοι είτε εµµένουν στις απόψεις τους τεκµηριώνοντας τις λογικα είτε τις µεταβάλλουν ανάλογα. v Επανάληψη του προηγούµενου βηµ ατος µέχρι να επιτευχθει σύγκλιση απόψεων.

31 Επισκόπηση ποιοτικών μεθόδων Έρευνα αγοράς Η έρευνα αγοράς, αποτελει µία συστηµατική προσπάθεια για την συλλογή δεδοµένων σχετικά µε το ενδιαφέρον των επιβατών Μπορεί να εφαρµοστεί όταν δεν υφίστανται στατιστικά δεδοµένα (άνοιγµα νέας γραµµής ή νέου αεροδροµίου) Διερευνώνται οι αντιδράσεις των πελατών σε αλλαγές ή προσφορά νέων µεταφορικών υπηρεσιών Δεδηλωµένης προτίµησης Αποκαλυπτόµενης προτίµησης

32 Έρευνα αγοράς Βήµατα v Σχεδιασµος ενός ερωτηµατολογίου µε στόχο να συλλέξει οικονοµικα και δηµογραφικα στοιχεία για τον καταναλωτη επιβάτη. vαπόφαση σχετικα µε το τρόπο διεξαγωγής της έρευνας v Επιλογη ενός αντιπροσωπευτικου δείγµατος καταναλωτών. v Ανάλυση πληροφοριών µε την χρήση στατιστικών εργαλείων

33 Επισκόπηση ποσοτικών μεθόδων Προβολή τάσης Εκθετική εξομάλυνση ARIMA, SARIMA Μοντέλα χρονοσειρών Γραμμική παλινδρόμηση Μοντέλα συσχετίσεων- Οικονοµετρικές Μέθοδοι

34 Προβολή Τάσεων -Προσέγγιση γραμμικής τάσης Απαραίτητη προϋπόθεση: η σχέση μεταξύ της ανεξάρτητης μεταβλητής, Y, και του χρόνου, X, είναι μία γραμμική συνάρτηση Yi = a + b t i Όλες οι παράμετροι που επηρεάζουν τη ζήτηση θα εξακολουθήσουν να την επηρεάζουν με τον ίδιο τρόπο στο μέλλον Η μόνη ανεξάρτητη παράμετρος που την επηρεάζει είναι ο χρόνος Η ευθεία γραμμή είναι κατάλληλη όταν η ζήτηση αλλάζει σταθερά με το χρόνο

35 Πραγματικές τιμές & ευθεία ελάχιστων τετραγώνων

36 Προβολή Τάσεων -Προσέγγιση γραμμικής τάσης Υπολογίζεται με τη μέθοδο των ελάχιστων τετραγώνων Yi = a + bt i Ελαχιστοποιείται το άθροισμα των τετραγωνικών σφαλμάτων Υπολογίζονται οι παράμετροι a, b Tο πόσο αξιόπιστη είναι η πρόβλεψη της μελλοντικής ζήτησης προκύπτει από την τιμή του συντελεστή R 2

37 Παλινδρόμηση

38 Πραγματικές τιμές & ευθεία ελάχιστων τετραγώνων

39 Ελάχιστα τετράγωνα Πραγµατική τιµή απόκλιση Ανεξάρτητη µεταβλητή απόκλιση απόκλιση απόκλιση απόκλιση Y ˆ = a + bx απόκλιση απόκλιση Σηµείο ευθείας παλινδρόµησης χρόνος 4-39

40 Κριτήριο Ελαχίστων Τετραγώνων Οι τιμές των a και b προσδιορίζονται βρίσκοντας τις τιμές για τις οποίες ελαχιστοποιείται το άθροισμα των τετραγώνων των αποκλίσεων. Χρησιμοποιώντας τα τετράγωνα των αποκλίσεων, δε λαμβάνονται υπόψη τα πρόσημα τους κι επιπλέον οι μεγάλες τιμές αποκλίσεων επηρεάζουν σε μεγαλύτερο βαθμο το συνολικο άθροισμα (επιφέρουν μεγαλύτερη ποινη ).

41 Γραμμική παλινδρόμηση Εκτιμώμενη (ή Προβλεπόμενη) Τιμή της y y = b + bx ˆi Εκτιμώμενη Τιμή Σταθερού Όρου 0 1 Εκτίμηση της Κλίσης της Παλινδρόμησης Ανεξάρτητη Μεταβλητή

42 Προβολή Τάσεων Προσέγγιση εκθετικής τάσης Εάν η ζήτηση μεταβάλλεται εκθετικά Yi = a b t i Μετασχηματισμός Logy=loga + tlogb Υπολογίζονται οι παράμετροι a, b Tο πόσο αξιόπιστη είναι η πρόβλεψη της μελλοντικής ζήτησης προκύπτει από την τιμή του συντελεστή R 2

43 Γραμμική σχέση Μη Γραμμική σχέση

44 Προβολή τάσης-ερωτήματα Πόση περίοδο πρέπει να καλύπτουν τα στατιστικά δεδομένα? üτο ελάχιστο 10 χρόνια Μέχρι πόση περίοδο στο μέλλον μπορούν να προβληθούν τα στοιχεία του παρελθόντος? üδεν μπορεί να ξεπερνά το μισό της περιόδου ανάλυσης

45 Οικονομετρικές Μέθοδοι Επέκταση της έννοιας της συσχέτισης Πώς µπορούµε να προβλέπουµε τη µια µεταβλητη απο την άλλη; Απλη παλινδρόµηση (simple regression) Κατασκευη µοντέλου πρόβλεψης της µιας µεταβλητής απο την άλλη Πολλαπλη παλινδρόµηση (multiple regression) Κατασκευη µοντέλου πρόβλεψης της µιας µεταβλητής απο πολλές άλλες

46 Οικονομετρικές Μέθοδοι Σκοπός Nα προβλεφθει η τιμη της εξαρτημένης μεταβλητής βασιζόμενη στην τιμη τουλάχιστον μίας ανεξάρτητης μεταβλητής και Nα εξηγηθει η επίδραση της μεταβολής μιας ανεξάρτητης μεταβλητής στην τιμη της εξαρτημένης μεταβλητής. Εξαρτημένη Μεταβλητη Η μεταβλητη την οποία επιθυμούμε να εξηγήσουμε με βάση τους εξωτερικούς παράγοντες απο τους οποίους εξαρτάται (ανεξάρτητες μεταβλητές). Ανεξάρτητη Μεταβλητη Κάθε στοιχείο που εκφράζει μία ιδιότητα ή ένα χαρακτηριστικο που επιδρα συστηματικα, και κατα τρόπο που μπορει να εκτιμηθει, στην τιμη της εξαρτημένης μεταβλητής.

47 Μια Τυπική Μορφή ενός µοντέλου Γραµµικής Παλινδρόµησης όπου Y = α + β 1 *x 1 + β 2 *x β ν *x ν Y = εξαρτημένη μεταβλητή xi = ανεξάρτητες (επεξηγηματικές) μεταβλητές δηλ. οι τιμές των που επηρεάζουν τη ζήτηση εισόδημα, ΑΕΠ, εισόδημα ανά επιβάτη ανά km) α, βi= παράμετροι/συντελεστές του μοντέλου που προσδιορίζονται πχ. Μέσο

48 Ελαστικότητα της ζήτησης Ln Y = α + β 1 *lnx 1 + β 2 *lnx β ν *lnx ν όπου Y = εξαρτημένη μεταβλητή xi = ανεξάρτητες (επεξηγηματικές) μεταβλητές δηλ. οι τιμές των που επηρεάζουν τη ζήτηση πχ. Μέσο εισόδημα, ΑΕΠ, εισόδημα ανά επιβάτη ανά km) α, βi= παράμετροι/συντελεστές του μοντέλου. Είναι η ελαστικότητα της ζήτησης ως προς τον συγκεκριμένο παράγοντα Ορίζεται η μεταβολή της ζήτησης λόγω μεταβολής κατά 1% σε οποιαδήποτε από τις άλλες μεταβλητές που επηρεάζουν τη ζήτηση.

49 Στάδια προσδιορισμού 1. Επιλογή των ανεξάρτητων μεταβλητών που θα εξετασθούν και πιθανά να περιληφθούν στο μοντέλο 2. Ανάλυση της σχέσης κάθε ανεξάρτητης μεταβλητής με την εξαρτημένη μεταβλητή. Αν η σχέση με μια ανεξάρτητη μεταβλητή δεν είναι γραμμική, διερευνάται η δυνατότητα χρησιμοποίησης κατάλληλου μετασχηματισμού 3. Υπολογισμός του πίνακα συντελεστών συσχέτισης για όλα τα δυνατά ζεύγη μεταβλητών (ανεξάρτητων μεταβλητών μεταξύ τους και με την εξαρτημένη μεταβλητή 4. Υπολογισμός των συντελεστών της σχέσης παλινδρόμησης. Οι ανεξάρτητες μεταβλητές εισάγονται σταδιακά στην εξίσωση και υπολογίζονται κάθε φορά οι διάφοροι στατιστικοί δείκτες. Σε κάθε στάδιο, μια μεταβλητή παραμένει στην εξίσωση ή απορρίπτεται ανάλογα με την συμβολή της στην αύξηση της ακρίβειας του μοντέλου. 5. Υπολογίζονται τα τελικά στατιστικά μεγέθη και ελέγχεται η αξιοπιστία του μοντέλου

50 Συσχέτιση μεταξύ ανεξάρτητων μεταβλητών Από τον πίνακα των συντελεστών συσχέτισης προκύπτει ότι υπάρχει ισχυρή συσχέτιση μεταξύ των μεταβλητών Χ 1 και Χ 2, και της εξαρτημένης μεταβλητής Υ. Υπάρχει υψηλή συσχέτιση μεταξύ Χ 1 και Χ 3 γεγονός που υποδηλώνει ότι οι μεταβλητές αυτές είναι συγγραμμικές και επομένως δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν μαζί στο ίδιο μοντέλο Πίνακας συντελεστών συσχέτισης Χ 1 Χ 2 Χ 3 Χ 4 Υ Χ 1 1,00 0,48 0,97 0,11 0,99 Χ 2-1,00 0,31 0,06 0,96 Χ ,00 0,08 0,55 Χ ,00 0,12 Υ ,00

51 Έλεγχοι Το μέγεθος του σταθερού όρου δεν πρέπει να είναι μεγάλο. Θεωρητικά η γραμμή της παλινδρόμησης θα πρέπει να διέρχεται από το 0. Αυτό όμως δεν είναι πάντα δυνατό. Το πρόσημο και το μέγεθος της σταθεράς δεν πρέπει να είναι τέτοια που να συνεπάγονται παράλόγες εκτιμήσεις (π.χ. υψηλό αριθμό αρνητικών μετακινήσεων) Το μοντέλο πρέπει να περιλαμβάνει μεταβλητές που σχετίζονται με την εξαρτημένη μεταβλητή (π.χ. εισόδημα) Οι προβλέψεις των μελλοντικών τιμών των ανεξάρτητων μεταβλητών (που περιλαμβάνονται στο μοντέλο) πρέπει να είναι αξιόπιστες Το πρόσημο και το μέγεθος των συντελεστών πρέπει να είναι σύμφωνο με τον βαθμό και τον τύπο της επιρροής που έχει η ανεξάρτητη μεταβλητή στις τιμές της εξαρτημένης μεταβλητής (πχ. το πρόσημο του συντελεστή του πληθυσμού σε ένα μοντέλο παραγόμενων μετακινήσεων δεν μπορεί να είναι αρνητικό, ούτε η τιμή του να είναι διαφορετικής τάξης μεγέθους από ότι ο μέσος ρυθμός μετακινήσεων ανά άτομο)

52 Στατιστικά μεγέθη Τα βασικά στατιστικά μεγέθη που υπολογίζονται είναι: Ο συντελεστής προσδιορισμού R 2 (coefficient of determination).ορίζεται ως το ποσοστό της συνολικής μεταβλητότητας της εξαρτημένης μεταβλητής που εξηγείται από την σχέση της παλινδρόμησης. Παίρνει τιμές από 0-1. Όσο πλησιάζουμε στο 1το μοντέλο μας είναι καλύτερο t test. Ελέγχουμε αν οι ανεξάρτητες μεταβλητές είναι στατιστικά σημαντικές.

53 Example: t -test d.f. >100 α/2=.025 Reject H 0 t= b/se=-3.13/1.33=2.35 t>ta Reject Η0 t<ta Accept Η0 Accept H -t 0 α/ α/2=.025 Reject H t 0 α/ Result: Reject H 0 Conclusion: The is a linear relationship between the dependent and the independent variables at the significance level α=.05