第四章 範例分析
4.1 航空網路航線機型頻次規劃求解
在範例分析中，假設以台北為貣點城市，其他城市為迄點城市，其中由台北飛往檀 香山的航線，可選擇台北直飛檀香山，或是台北出發，中間停東京成田機場，再轉往檀 香山。台北飛阿姆斯特丹則是可選擇直飛或是轉機，所有候選航線如表 4.1 所示。根據 C 航空公司之實際資料，該公司之客運機隊規模為：13 架波音 B747-400 客機、11 架波 音 B737-800 客機、6 架空中巴士 A340-300 以及 17 架空中巴士 A330-300。本研究考量 航空網路中之航程與飛行小時，由於機型 B737-800 屬於短程小型飛機，不列為候選機 型。因此本研究所設定之航線網路具有三種候選機型：B747-400、A340-300 以及 A330-300。各機型之架數、座位數、航機利用率為航空網路模式中之參數，影響網路模 式之限制；最大貣飛重量則與機場降落費、環境收費之收取相關(如表 4.2)。由於航機之 耗油量，為計算燃油成本之重要參數，初步比較候選機型的耗油率，以 A340 最高。
本研究考慮各航段旅運量、航距、飛行時間，選定航線中各個航段可選擇之機型。同 時，依據民航局提供之實際數據以及歷史資料，預設各航段之承載率，如表 4.3 所示。
彙總以上各項資料後，做為 C 航空公司網路規劃模式之輸入值(inputs)。
表 4.1 C 航空公司網路之航線設定
各機場之機場使用費，主要參照 IATA 之機場收費手冊(Airport and AirNavigation Charges Manual)所整理之各國機場收費方式計算降落費，並且依據 2.1.3 節所歸納之機 場收費政策，對應本研究所設定之航段以及候選機型，分別計算出各機場對於不同機 型所收取之降落費、噪音費以及廢氣排放費(Emission Charges)。機場使用費為上述三 項費用之加總，如表 4.4 所示，其中有徵收噪音費之國際機場包含台灣之桃園國際機場、
日本東京成田機場、德國法蘭克福機場以及荷蘭阿姆斯特丹之史基浦機場。此外，德 國法蘭克福機場尚有加收引擎廢氣排放費用(Emission Charges)。若機場並沒有徵收噪 音收費或是引擎廢氣排放費用，表格中則以 None 表示。由表 4.4 可初步比較同級航機 所收取之機場使用費，以東京成田機場之收費最高。
航空網路模式中的需求量輸入資料，根據民航局民國 90 年至 96 年之國際航線旅運 量統計，可取得 C 航空公司於候選航線之歷年旅運量，此數據透過 Matlab 軟體求解灰 預測之 G(1,1)模型，對於各航線進行規劃年之運量預測。所求之年預測運量再換算成平 均每月之旅運量。由於民航局所提供之統計資料僅包含由台北貣飛之航班資訊，因此使 用上述方法所求之航線需求量分別為台北-東京、台北-洛杉磯、台北-法蘭克福、台北-檀香山、台北-曼谷等直航航線。
另外，中停站機場之航空公司旅運量與轉機航線之旅運量因為數據難以取得，本研 究根據過去研究以及實際資料進行合理假設，針對台北-東京-檀香山航線，根據美國夏 威夷觀光局(Hawaii Tourism Authority)提供之旅運資料假設，台北-曼谷-阿姆斯特丹航線 以及曼谷-阿姆斯特丹則依據 Hsu & Wen (2003)之數據假設。表 4.5 即顯示範例航空公司 網路之年度預測流量以及月預測流量。
本研究為簡化模式計算之複雜度，強調燃油價格變動對於整體航空公司網路營運成 本的影響，因此研究中首先將航空需求假設為定值，也就是不考慮需求因應景氣循環 或是淡旺季之變動，因此在航空網路規劃模式中暫不討論供需互動之情形。
表 4.4 各機場之機場使用費
機場 機型 降落費 環境收費
機場使用費 噪音收費 排放費
台北 B747-400 $2,826 282 None $3,108 A340-300 $1,959 145 None $2,104 A330-300 $1,505 122 None $1,627 東京 A340-300 $6,864 已包含在降落
費當中
None $6,864 A330-300 $5,709 None $5,709 洛杉磯 B747-400 $1,556 None None $1,556 法蘭克福 B747-400 $814 $346 $218 $1,378 檀香山 B747-400 $1,215 None None $1,215 A330-300 $787 None None $787 曼谷 A340-300 $968 None None $968 A330-300 $794 None None $794 阿姆斯特丹 B747-400 $2,986 已包含在降落
費當中 None $2,986 單位：美元
表 4.5 C 航空公司各航線交通流量預測
航線/航段 年度預測流量 月預測流量
台北-東京 380350 31696
台北-洛杉磯 267530 22295
台北-法蘭克福 77949 6496
台北-檀香山 34732 2895
台北-東京-檀香山 103217 8601
東京-檀香山 57633 4803
台北-曼谷 369300 30775
台北-曼谷-阿姆斯特丹 108642 9054
曼谷-阿姆斯特丹 18868 1572
單位：人次
在各航段之直接成本方面，由於飛行航段 a 所需耗費之維修成本、機組人員費用與 航段之距離、飛行時間有直接關係，相關實際數據多屬於航空公司商業機密，有取得上 之困難，因此本研究根據美國航空運輸協會 ATA (Air Transport Association)所公佈之成 本指標(Passenger Airline Cost Index)進行估算。根據指標，旅客服務成本包含提供服務、
食物飲料以及其他專業服務所加總之成本指標為每一有效座位里程 1.73 美分(cents per ASM)。而航空公司所支付的維修成本、折舊成本、租借成本與機組人員費用的成本指 標，維修成本與飛行時數相關，其成本指標為 0.19 美分(cents per ASM)，對於不同航段，
必頇與其他成本分開計算後再加總，機組人員成本與航機配置人數相關，其指標為 2.96 美分(cents per ASM)，並且假設一般國際航線班機配置 10 位機組人員。其餘運輸相關之 費用成本指標加總則為 2.3 美分( cents per ASM)。根據上述成本指標所計算出之結果整 理成表 4.6。航空公司之燃油使用部分，本研究主要關注於各型航機飛行航段 a 所耗用 之燃油成本，根據候選航機製造商提供的機型實際數據，以各候選航機之耗油率參數，
對應各航線、航段飛行小時、航程距離與候選航機座位數，計算出各航段之候選機型航 行該航段(單趟旅程)所需消耗之燃油量，以加侖為單位，如表 4.7。若非該航段之候選機 型則不予計算其成本及用油量，在表中以 N/A 表示。
燃油價格與表 4.7 之各候選航機用油量相乘，即可得出該航機之單趟航程燃油成本。
將上述計算之各項成本參數代入航空網路規劃模式中求解，即可得出航空公司規劃之航 線機型頻次結果，由表 4.8 所示。
表 4.6 各航段bk成本輸入參數
航段
候選機型𝐛𝐤成本 B747-400
(k1)
A340-300 (k2)
A330-300 (k3)
台北-東京 N/A $7,131 $7,887
台北-洛杉磯 $56,991 N/A N/A
台北-法蘭克福 $45,809 N/A N/A
台北-檀香山 $37,988 N/A $29,715
東京-檀香山 $18,625 N/A $14,569
台北-曼谷 N/A $8,111 $8,972
台北-阿姆斯特丹 $52,358 N/A N/A
曼谷-阿姆斯特丹 $30,730 N/A N/A
單位：美元
表 4.7 各航段候選航機之用油量
航段
航機用油量𝐇𝐚𝐤 B747-400
(k1)
A340-300 (k2)
A330-300 (k3)
台北-東京 N/A 6,478 6,466
台北-洛杉磯 38,760 N/A N/A
台北-法蘭克福 43,444 N/A N/A
台北-檀香山 28,263 N/A 24,054
東京-檀香山 23,418 N/A 11,794
台北-曼谷 N/A 7,186 7,173
台北-阿姆斯特丹 57,042 N/A N/A
曼谷-阿姆斯特丹 39,826 18,841 18,808
單位：加侖
表 4.8 初始航線機型頻次規劃結果
航線 使用機型 規劃頻次(One-way)
台北-東京 A340-300 0
A330-300 144
台北-洛杉磯 B747-400 64
台北-法蘭克福 B747-400 20
台北-檀香山 B747-400 0
A330-300 0
台北-東京-檀香山 (由東京貣飛頻次)
B747-400 0
A330-300 33
台北-曼谷 A340-300 4
A330-300 164 台北-曼谷-阿姆斯特丹
(由曼谷貣飛頻次) B747-400 35
台北-阿姆斯特丹 B747-400 0
航空公司初始規劃之總營運成本(美元) $36,135,372
由航空網路規劃模式求解得台北-東京選擇 A330-300 機型，每月規劃 144 頻次，台 北-洛杉磯有 64 個頻次，台北至法蘭克福有 20 個頻次，台北至曼谷則有 A340-300 機型 飛 4 個頻次，A330-300 有 164 個頻次。總體航空網路之營運成本為$36,135,372 美元。
就短程航線規劃分析，由初始規劃結果可發現，對於短程的航線，如曼谷與東京之候選 機型有 A340-300 與 A330-300，其中台北-東京航線全面採用 A330-300 機型，共 144 個 頻次，台北曼谷則規劃 A340-300 機型有四個頻次，A330-300 有 164 個頻次。分析其主 要原因，可能在於 A330-300 具有較高之載運量，座位數高於 A340-300 並且耗油量於 A340-300，因此在短程航線，航空公司偏向選用座位數多並且較為省油之機型。由東京 至檀香山之航線則是選擇 A330-300 載運旅客，原因在於 747-400 的營運成本較高，因 此偏向使用小型航機。而在航線的選擇上，台北-檀香山以及台北-阿姆斯特丹皆採用轉 機航線而不規劃直飛航線，以節省營運成本，加上可吸收中停站之旅客，增加轉機航線 在旅客收入上之效益。因此在台北-東京-檀香山航線的旅客，會在台北搭乘 A330-300 航機前往東京，在中停站航空公司可吸收由東京欲前往檀香山的旅客，每月之頻次為 33 班。台北-阿姆斯特丹航線則是旅客首先經由台北-曼谷航段搭乘 A330-300 或是 A340-300 航機，在曼谷轉搭乘 B747-400 前往阿姆斯特丹，每月有 35 個頻次。進一步分析航空公 司選擇直航或轉機航線以及機型選擇之間的成本差別，解釋規劃結果：台北-檀香山航 線，若選擇以 B747-400 直航，其單程之直接成本為$121,483 美元，以 A330-300 直航，
直接成本則為$100,480 美元。若選擇轉機，以 A330-300 航機行駛台北-東京-檀香山航線，
單趟之直接成本為$82,176 美元。主要原因在於直接成本與飛行距離相關，由於台北直 飛檀香山航距為 8474 公里，台北-東京-檀香山之航距較小，為 8292 公里，因此採用轉 機航線可節省直接營運成本的支出。而台北-曼谷航線，若採用 B747-400 直航，其單趟 直接成本為$215,286 美元，若以 A340-300 接駁台北-曼谷航段再改搭乘 B747-400 前往 阿姆斯特丹，則直接成本為$153,029 美元，以 A330-300 航行台北-曼谷航段再改搭 B747-400 前往阿姆斯特丹，則單趟之直接成本為$154,135。與台北-東京航線之情況相 同，台北-阿姆斯特丹之直航航距大於轉機航距，直航之航距為 11680 公里，而轉機航 距則是 9153 公里，由於直接成本受到航距之影響，因此轉機航線較直航航線可節省較 多之直接成本。因此透過初始規劃之結果可得知，在滿足需求之下航空公司為求取營運 成本最小化，會捨直飛航線而採取轉機，爭取更多的旅客，在本範例中，以台北阿姆斯 特丹航線為例，轉機航程較直飛距離為短，這些原因都促使航空公司採取轉機方式經營 航線。根據表 4.8 所得之初始網路規劃結果，將進一步進行燃油價格之可靠度分析，評 估在燃油價格變動之下，航空路網維持可靠之機率。下一節先針對航空燃油分佈特性做 常態分配之假設與適配性檢定，做為可靠度計算之參數依據。
4.2 航空燃油價格區間分析與機率分配
油價格(Singapore Kerosene-Type Jet Fuel Spot Price FOB (Cents per Gallon))，繪製直方圖（圖 3.1）觀察其分配情形，將航空燃油價格由價格最高排序至最低，檢驗在不同價格 美分(cents per gallon)時，油價呈現依常態分配，平均值為每加侖 392.42 美分( cents per
（圖 3.1）觀察其分配情形，將航空燃油價格由價格最高排序至最低，檢驗在不同價格 美分(cents per gallon)時，油價呈現依常態分配，平均值為每加侖 392.42 美分( cents per