民用飞机移动通信对航空公司经济性影响的分析

民用飞机移动通信对航空公司经济性影响的分析

陆　曦¹　曹全新¹

（1．上海飞机设计研究院综合航电系统设计研究部，上海　200436）

摘要：本文通过SWOT分析的方法，从飞机制造商和航空公司两个角度分析了机载移动通信技术对飞机使用经济性和航线运营经济性的影响，并通过假设和计算举例说明了该项技术对飞机燃油消耗的影响。从差别定价、增值服务等角度提出对航空公司运营的建议。

关键词：机载移动通信；IFEC；经济性；SWOT分析法；运输成本；燃油消耗；差别定价；增值服务

Analysis of the Impact of Civil Aircraft Mobile Communication on Airline Economy

Lu Xi ¹ Cao Quanxin¹

(1.Department of Avionics,Shanghai Aircraft Design and Research Institute,Shanghai 200436)

Abstract:The working principle and development of passenger oriented in-flight connectivity(IFC)is introduced.The impact of IFC on aircraft utility and airline operation economical efficiency is demonstrated in respect of both airframes and airlines.Example with assumption and calculation is put forward to analyze the impact of IFC on the aircraft fuel consumption.Several suggestions on the airline operation of IFC are put forward in respect of price discrimination and added value services.

Key words:In-flight connectivity(IFEC);Economical Efficiency;SWOT Analysis;Transportation Cost;Fuel Consumption;Price Discrimination;Added Value Service

0　引言

一直以来，出于飞机飞行安全的考虑，在民航客机飞行的过程中乘客不允许使用自己的手机打电话、发短信，也不允许打开任何具有无线网络接入功能的电子设备。因为这些电子设备的电磁辐射可能会干扰飞机机载系统，特别是通信导航系统的工作。因此在很长的一段时间里，航空运输业与移动通信业似乎是毫不相关的两个领域。然而，近些年来，有越来越多的飞机主制造商、设备供应商和航空公司开始思索：民航班机上是否可以开放手机通信、笔记本电脑无线上网的业务？

技术总是顺应市场需求而发展的。2008年4月，欧盟委员会出台规定，允许乘客在欧盟境内飞行途中使用自己携带的手机打电话、收发短信。2008年7月9日，EASA向A320系列所有机型颁发了大改批准，允许线上安装以及改装机载移动通信系统，之后各主流机型陆续获得大改批准或补充型号合格证（STC）。2008年，深圳航空公司也改装了一架具有机载移动通信功能的A320客机，只是由于政策原因而最终未能投入航线运营。

虽然目前国内尚未开放该项领域的业务，但是作为市场发展的趋势，会有越来越多的飞机主制造商和航空公司将目光投向机载移动通信领域。机载移动通信技术的商业化运营，涉及飞机设计制造、航空公司运营、空地网络运营、电信运营、政策管制等多方面，诸多方面目前还有待研究和讨论。本文旨在从经济性影响分析的角度，就飞机主制造商利用该技术提高飞机的使用经济性；航空公司利用该技术发展新的利润增长点做一些探讨。

1　IFEC概念的产生与发展

说到机载移动通信技术，就不得不提到传统的机载娱乐系统（In-Flight Entertainment，IFE）和由此衍生而来的机载娱乐及移动通信系统（In-Flight Entertainment and Connectivity，IFEC）。在目前的国内民航客机上，作为提升旅客服务品质的重要手段之一，传统的机载娱乐系统已经广泛采用。大多数单通道客机上使用两舱的混合型IFE布局，即商务舱使用椅背式娱乐系统，经济舱使用吊装式娱乐系统。南航最新引进的空客A380则相对豪华，使用了全舱椅背式的音视频点播（Audio Video On-Demand，AVOD）的IFE系统。但当传统娱乐设施逐渐普及后，航空公司便会希望有新的能够吸引乘客的亮点。另一方面，移动通信和互联网业务已经成为人们日常生活中必可可少的一部分。对于那些经常乘坐飞机的乘客，特别是商旅人士而言，在空中连续几个小时不能与外界进行通信并不是一件令人舒适的事情。

因此，在传统机载娱乐系统IFE的基础上，衍生出了机载娱乐及移动通信系统IFEC。具体而言，除了传统IFE系统提供的娱乐服务外，还可以为乘客提供如下额外服务：

手机通信服务，包括语音通话、短消息等；

无线网络接入服务，包括因特网接入、电子邮件等。

此外，机载娱乐系统与机载移动通信系统的高度融合也将是未来IFEC系统发展的趋势之一，具体表现为：

IFEC系统的终端设备（吊装式显示器、椅背式显示器、乘客的手机、笔记本电脑等）通过机内无线网络与头端的媒体服务器通信，传输娱乐节目；

IFEC系统的头端设备（媒体服务器）通过地空间的传输链路实时更新娱乐节目、新闻资讯，在机内通过有线或无线的方式将内容传输至终端设备。

目前，机载移动通信技术掌握在少数几家国外公司手中，呈现出寡头垄断的市场结构。其中，机载产品的供应商主要有Panasonic Avionics公司、Rockwell Collins公司和Thales公司，机载电信运营商主要有Aeromobile公司、OnAir公司。自从2008年欧盟正式从法律上批准该业务开展以来，根据OnAir公司截止2010年的统计数据，已有汉莎、瑞安、澳航等34家航空公司选购了OnAir公司的机载移动通信业务。本文为了将机载移动通信技术与传统机载娱乐技术区分开来，因此将前者称为IFC（in-flight connectivity）。

2　IFC系统特点及工作原理

为了更好地理解机载移动通信技术对民用飞机使用经济性、航空公司运营经济性的影响，有必要对IFC系统的特点及一般工作原理有一些初步的了解。众所周知，在一般的飞机上手机无法通信是因为在巡航高度由于信号衰减，机上的手机很难与地面的基站进行通信，即使手机与地面基站建立了连接也会由于信号微弱而使手机的发射功率高于正常值。因此通常的解决的方法是在机舱内安装一个微微基站（pico cell），负责与机上手机进行通信。同时，客舱内还会安装若干个无线接入点，用以提供无线接入信号。由于在客舱内终端设备通过无线接收或发射信号，因此无需敷设有线传输线路。微微基站或无线接入点接收的信号通过某种空地间的中继链路将信号传输到地面。

为了确保机上手机能够接入微微基站而不是地面基站，因此客舱内还必须安装一个网络控制单元，用以发射白噪声从而淹没地面基站的信号。网络控制单元保证了系统的正常接入以及安全，因此是整套系统的关键。白噪声阈值示意图如图1所示。

图1　白噪声阈值示意图

系统接收到来自客舱内乘客通信的信号后，必须通过某种中继链路把信号传送到地面。目前主流的有两种中继链路。一种是卫星中继链路，控制器通过以太网将数据发送给卫星通信系统，并通过飞机上的卫星天线发射出去，由卫星转发器将飞机的信号转发到地面。目前已经商用的卫星有Inmarsat的L波段卫星以及多家卫星通信公司提供的Ku波段卫星。L波段第四代星可提供宽带业务（Swift Broad band，SBB），最高信道容量432kbps。Ku波段的卫星资源也相当丰富，且传输速率更高。通过Ku波段卫星中继链路已经实现了在飞机上实现卫星电视的业务。另一种是空地（air to ground）中继链路，即飞机直接与地面专用基站通信，信号经网关后接入公网。目前该种中继链路主要在美国使用，以Aircell公司为代表，采用CDMA2000EVDO-A技术，通过约100个地面基站基本覆盖了美国本土的航线。

3　基于经济性角度的SWOT分析

面向乘客的机载移动通信技术无论对于飞机主制造商还是航空公司而言都是一个崭新的课题。对于飞机主制造商而言，必须考虑如何将IFC系统最优化地集成在飞机上，在保证适航要求的前提下最大化地提高飞机的使用经济性；而对于航空公司而言，如何通过新业务的发展树立品牌，吸引客户，尽可能降低运营成本以达到利润最大化是其关注的重点。严格来说，机载移动通信系统是从传统机载娱乐系统发展演变而来的，因此，本文旨在从飞机设计和航空公司运营两个角度，通过SWOT分析方法来确定机载移动通信系统IFC相对于传统IFE的优势、劣势以及所面临的机会和挑战，从而结合内部资源与外部环境，使无论是飞机主制造商还是航空公司对这个新兴的事物有更加明晰的了解和判断。

优势

机载移动通信系统与机载娱乐系统一样，都是为了在飞行途中为乘客提供丰富多样的休闲娱乐活动，使得旅途变得更加舒适、愉悦。但是IFC一个显著的特点是，提供的娱乐节目不再仅限于机上媒体服务器中有限的内容，而是可以允许乘客使用自己的手机、笔记本电脑等其他电子设备通过网络连接自由地选择娱乐节目或资讯内容。这一点对于广大航空公司和乘客而言，无疑是具有巨大吸引力的亮点。

另一方面，对于航空公司从运输成本而言，IFC系统也具有相当的优势。首先，从移动设备拥有成本而言，购买一套IFC系统一般比购买其他类型的娱乐系统要更便宜一些。相比于一套全AVOD的IFE系统动辄上百个LRU设备，需要花费数百万美元，IFC系统一般仅由若干个LRU设备组成，价格自然也就低很多。其次，从运营成本而言，IFC系统的优势主要体现在维修成本上。IFC设备大多属于头端设备，且多安装于EE舱或客舱中不易触碰的位置，无需周期检修，维修成本也更低。而传统IFE系统由于设备数量众多，且诸如椅背式显示器、乘客控制单元（Passenger Control Unit，PCU）等经常被乘客使用，因此故障率较高，维修成本自然也随之提高。

从飞机设计的角度来看，IFC系统最大的特点在于，系统头端设备与乘客的电子设备（终端设备）之间采用无线传输，不需要敷设专门的线路。显而易见的好处是，这样节省了大量的布线工作，同时也为飞机节省了宝贵的重量。

劣势

就机载移动通信业务在国外的运营情况来看，普遍存在电信资费较高的问题。这可能对于市场接受这个新生事物而言是一块绊脚石。因为不同乘客使用的手机可能来自不同的电信运营商，当手机在飞机上接入机载网络并通过中继链路落地后，必须从空中运营商的电信网络漫游至自己原本的电信网络，漫游资费取决于不同电信运营商之间所达成的协议。而高昂的资费可能阻止该项新业务被广大用户所接收。表1是国际上机载移动通信业务普遍的资费统计。

表1　机载移动通信业务资费统计

另一方面，目前无论是采用卫星中继链路还是空地中继链路，将面临高昂的卫星或者空地网络的租用费用。对于日益增加的市场对于机载娱乐的需求，几十K或者几百K的传输速率已逐渐不能适应大流量的数据通信，数兆甚至数十兆的信道容量才能满足要求，这就意味着租赁更多的卫星转发器或者建立专用的空地数据网，其建设成本也会分摊到航空公司的身上。

机会

虽然可能面临资费高的问题，但是，机载移动通信技术的推广还是具有很多的市场机遇。首先，如前文所述，我国拥有庞大的移动电话用户和互联网用户，且每年都以较高的速度增加。根据工业和信息化部发布的《2010年全国电信业统计公报》，2010年全国新增移动电话用户85 900万户，占总新增电话用户的74．5%；净增网民0．73亿人，累计达到4．57亿人。越来越多的人将时刻保持通信畅通视为生活不可或缺的一部分。因此，巨大的市场需求是IFC系统广泛应用的重要基础。

其次，就航空运输市场的特征而言，基于不同出行目的的客户群具有不同的特点，比如公务出差的旅客对价格相对不敏感而对飞行途中的服务较在意，有些商务人士甚至会对实时办公有特殊的需求；而对于休闲旅游的旅客，他们对价格相对敏感而对能获取什么样的服务不太在意。对此，我们可以通过价格弹性

来描述。当E^P＜1时，价格弹性不足，即第一类商旅客户群；当E^P＞1时，价格弹

性充足，即第二类休闲客户群。表2为某项调查中不同客户群的价格弹性统计。

表2　不同客户群价格弹性

因此，头等舱或商务舱的乘客是潜在的客户群，航空公司可以通过安装IFC系统提供差异化的服务，满足不同细分市场的需求，同时实行差别定价以达到利润最大化的目的。

其三，随着欧美各国逐步放开政策，会有越来越多的国外航空公司采用机载移动通信技术。设想一下，一架安装有IFC系统的国际航班在进入我国领空前飞机上可以正常使用手机进行通话或进行移动办公，但当进入我国领空后由于政策管制不得不切断所有机上乘客的通信，对于乘客而言断不愿有这样的遭遇。因此，未来国际上也可能出现希望我国开放此项业务的呼声。

威胁

面向乘客的机载移动通信技术所面临的最大外部阻力之一，可能就是政策上的放开了。依据我国现行的民航法规CCAR-91-R2《一般运行和飞行规则》第91．23条，及CCAR-121-R4《大型飞机公共航空运输承运人运行合格审定规则》第121．573条，民航班机上不得开启和使用手机等与航空器正常飞行无关的主动发射无线电信号的便携式电子设备。另一方面，如果采用空地中继链路的方式进行通信，必须申请专用通信频率，这也涉及政策层面。

4　基于SWOT分析的航空公司运营策略

从以上分析可以看出，机载移动通信技术具有独特的优势，且面临着巨大的市场机遇。虽然存在着初期投入成本较高的问题，但是当规模化运作后单位成本应当会降到可以接受的范围内。根据上述分析，我们可以对航空公司的运营策略做一些初步的探讨。

4．1　基于燃油成本增加的票价分析

如果航空公司选择安装IFC系统，那么势必会给飞机带来额外的重量和燃油消耗。我们简单估算一下安装IFC系统后增加的燃油消耗。

假设某150座级单通道民用飞机（头等舱12座，经济舱138座），航程R＝4 630km，耗油率sfc＝0．55，巡航速度V＝850km/h，升阻比L/D＝17，轮挡油耗W_燃油＝14 225kg。我们采取针对单通道飞机典型的IFC系统构型。其系统功能、LRU设备及预期重量如表3所示。

表3　典型构型下IFC功能、LRU设备及预期重量比较

根据布雷盖公式：

得到

所以

即燃油消耗增加0．17%。

由于在机票中已经包含了燃油成本费用，因此将票价提高0．17%就能够完全吸收增加的燃油成本。以京沪航线为例，全价机票1 130元，提高0．17%即1．92元就能收回额外的燃油成本。对于乘客而言，能够体验空中无障碍通信的服务，多支付这些票价是可以接受的。

4．2　差别定价与机队配置

当然，航空公司的目标也绝不会仅仅是收回燃油成本而已。航空运输市场的定价体系可谓是所有运输市场中最复杂的了。同样是为旅客提供从一地到另一地的运输服务，但是只要任何一点因素的改变（如机型、舱位、起飞时间、退改签政策等），都会对应不同的票价。以2011年10月31日广州至北京的航班为例，选取同时段（下午4点左右）的两个航班，票价分级如表4所示。限于篇幅，退改签政策不列入表格。

表4　航空公司票价举例

（续表）

来源：www.ctrip.com

以此表为例，空客A380因其“空中巨无霸”的特殊身份当仁不让地全部采用全价票，当然这其中也有A380客机具有豪华IFE系统的原因。B777客机相比于A380，娱乐等其他客舱体验都要略逊一筹，因此票价折扣更多。可以想象，当装备了IFC系统后，航空公司将具备更加丰富的定价手段，因此可以获取更丰厚的利润。

那么，在某一条运力固定的航线上应该改装多少架飞机安装IFC系统，又该如何定价以获取最大利润呢？我们假定把某条航线上的客户市场划分成A和B，市场A代表对机上实时手机通信、无线上网有需求、价格弹性较小的群体；市场B代表对该业务需求较小、价格弹性较大的群体。在航线运力一定的前提下，根据Reece和Sobel研究的价格歧视模型^［6］，图2和图3说明了在不同市场间运力的分配和价格的制定。

图2　运力一定前提下的差别定价（情况一）

D^A和D^B分别是市场A和市场B的需求曲线（简单起见以直线代替），MR^A和MR^B是相应的边际收益。在短期内，认为航空公司的边际成本MC⁰是一个常数。A点是MR^A和MR^B的交点，B点是MR^B和MC⁰的交点，C点是MR^A和MC⁰的交点。若MC⁰在A点的下方（如图2），此时考虑两种情况：

在A点以左、B点以右的区域，每增加一架装有IFC系统的飞机，考虑到等同于损失一架不装有IFC系统的飞机的机会成本，因此装有IFC系统飞机的边际成本等于不装有IFC系统飞机的边际收益，即MC^A＝MR^B＜MR^A。所以航空公司必将增加IFC系统的装机量，直至A点，即MC^A＝MR^B＝MR^A。

同理，在A点以右，C点以左的区域，每增加一架不装有IFC系统的飞机，考虑到等同于损失一架装有IFC系统的飞机的机会成本，因此不装有IFC系统飞机的边际成本等于装有IFC系统飞机的边际收益，即MC^B＝MR^A＜MR^B。所以航空公司必将减少IFC系统的装机量，直至A点，即MC^B＝MR^A＝MR^B。所以A点在横轴上的投影S点将飞机总量分配为Q^A和Q^B，即能够获取最大利润的分配方案，对应需求曲线上的价格P^A和P^B为差异化的定价。

若MC⁰在MR^A和MR^B交点A的上方（如图3），此时无论是在A点的左侧、C点的右侧还是A点的右侧、B点的左侧，MC⁰都大于改装IFC系统或不改装IFC系统的边际收益（即损失的机会成本），因此无论在市场A还是市场B，都可以满足MR^A或B＝MC⁰，由此确定价格P^A和P^B，以及数量Q^A和Q^B。由于Q^A＋Q^B＜Q，因此这种情况下运力有多余。

图3　运力一定前提下的差别定价（情况二）

4．3　基于IFC平台的增值服务

发展增值服务是现代航空企业拓展利润来源的重要举措之一。据统计，瑞安航空2009年总收入为29．42亿欧元，其中由增值服务带来的收益便有逾6亿欧元，占总收入的21%。可以想见，在未来，除了传统的机票收益以外，安装有机载移动通信系统的航班还具有为航空公司创造更多增值服务、获得增值收益的可能。机载移动通信业务本身就是一种增值服务，航空公司同电信运营商签订的协议可以保证固定的电信费用分成。此外，可以免费开放属于航空公司自己的网站供乘客浏览，网站内容除了资讯、航空公司宣传以外，还可以添加商业广告信息，该部分也将成为航空公司获取收益的途径之一。在飞行途中，可以通过短信与乘客保持实时沟通，提供诸如目的地天气信息、航班延误信息；对于需要中转的旅客，可以在飞行中更改联程航班的预定并办理登机牌，以避免落地后机场的拥堵耗费不必要的时间。

因此，利用机载移动通信这一平台，航空公司不仅能改善客户服务、提升客户满意度，还能降低服务成本，通过多样化的增值服务为航空公司赢得更多效益。

5　结论

机载移动通信（IFC）作为为乘客提供娱乐休闲和通讯服务的手段之一，对于民用飞机和航空公司的经济性影响主要体现在：

系统在提供多样化娱乐、空中通信服务的同时，具有较轻的重量和较低的维护成本，用少量的燃油成本增加换取更多的票价空间和增值收益。

面对日益增长的通信市场和航空运输市场需求，航空公司可以利用该系统对不同的细分市场进行差别定价，并合理配置机队，以获取最大化利润。

借助机载移动通信（IFC）的平台，航空公司可以为乘客提供更多样化的增值服务，同时也能获得更高的增值收益。

较为昂贵的电信资费和政策上的限制是机载移动通信技术产业化应用、提高经济效率所面临的亟待解决的问题。

参考文献

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[2] 平狄克·R,鲁宾菲尔德·D.微观经济学[M].第四版.北京:中国人民大学出版社,2000:331-332.

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