虽然一些航空旅客在飞行时可能仍会欣赏航空航天技术的精妙，但很少有人能想象到，机场在其系统设计方面同样复杂，甚至更为复杂。在我看来，机场确实是建造和运营最为复杂的公共基础设施之一。它必须满足飞机、乘客和行李处理的基本功能效率和安全要求；近年来，还要满足乘客对购物、餐饮和娱乐的需求，以便他们在等待登机时能够舒适地消磨时间。在房地产术语中，这是一个我们称之为“综合开发”（即将住宅、酒店、服务式公寓、办公室、购物中心整合在一个开发项目中）的棘手项目。
航空业概览
全球航空业正在蓬勃发展。国际航空运输协会（IATA）预测，全球航空旅行将从2017年的每年43亿人次，在未来二十年内激增至82亿人次。航空旅行的指数级增长——无论是商务还是休闲——可归因于中国、印度和东盟等国家中产阶级群体财富的增长、全球化及其对互联互通的需求、廉价航空的普及，以及航空技术的进步，这些技术使得超远程航线成为可能，燃油效率更高的飞机也降低了飞行成本。
全球机场短缺
随着航空运输需求的快速增长，行业显然将需要更多飞机、飞行员、机组人员和航空供应链的其他部分，但根本上，它需要更多机场。这种基本的交通基础设施在基础设施规划者的脑海中显然缺失，尤其是在发展中国家，他们更关注国内迫切的需求，如道路、桥梁、铁路和住房等。目前全球范围内机场基础设施短缺，无法满足全球航空增长。IATA估计，在55个大型航空城市中，有47个——主要在亚洲——受到跑道和航站楼容量限制。对于亚洲前100个机场，到2030年，52%需要更多航站楼容量，69%将面临跑道容量不足。
亚洲的机场短缺问题更为紧迫，因为该地区经济增长最快。美国拥有3.26亿人口和919个机场，而拥有13亿人口的中国仅有229个机场，占美国的25%。据报道，中国现在正以每年建设10个机场的速度推进。同样，拥有6.39亿人口的东盟仅有370个机场，人口是美国的近两倍，机场数量却仅有其三分之一。显然，亚洲必须建设和运营更多机场，以更有效地与世界连接，跟上其快速的经济增长。
机场作为复杂的系统之系统
由于机场是非常苛刻的公共基础设施，通常需要很长时间——通常是六到十年——来规划、设计并投入运营。现代机场的复杂性包括满足“可预测的需求”，如处理乘客和行李的效率、确保安全和安保、满足餐饮和购物需求，以及为在机场候机的乘客提供舒适和娱乐。
该系统还必须处理不可预测的需求，如管理系统内部的熵（即缺乏秩序或可预测性）（例如上游机场的延误），以及处理外部环境引起的重大干扰（例如冰岛和巴厘岛的火山灰）。因此，机场是一个复杂的系统之系统。它在机场运营的各个方面（例如地面交通、空中交通管制、航站楼和空侧运营、货运运营）之间具有复杂的相互依赖性。一个环节的故障将自动引发其他环节的不良后果。
在每个系统内部，也有多个组件以独立又相互依赖的方式运行。例如，航站楼内高效的旅客处理需要值机、移民、安检、航班信息和行李处理系统以集成方式工作。最重要的是，机场需要多个利益相关者作为一个集成系统携手合作。这些包括政府机构（如移民局和海关）、运营实体（如航空公司、地勤公司和安保服务提供商），以及运营零售特许经营权的商业参与者。
让我们以樟宜机场为例，探讨设计和运营机场的系统复杂性。我将讨论几个常见的机场特征来说明其复杂性。
机场规划与开发的复杂性
规划航站楼容量时需考虑四个关键因素：航站楼处理能力、最短中转时间、流程设计中的技术，以及最后但同样重要的是，为在航站楼内候机的乘客提供的零售和娱乐设施。
航站楼处理能力
旅客航站楼作为一个节点，动态处理旅客、行李、飞机、车辆、访客和工作人员，他们经过各个接触点和相互依赖的子系统。任何接触点的瓶颈都会因多米诺效应影响整个系统
例如，由于柜台数量不足导致的离境移民瓶颈，将导致乘客无法按时登机，延误飞机起飞。因此，飞机在登机口停留的时间超过预定时间。这导致进港飞机的登机口/停机位减少，造成进港流程延误。飞机将不得不在空中盘旋更长时间或停靠在远机位，需要将乘客摆渡至航站楼。由于进港航班现在集中到达，行李传送带容量不足，行李认领也将延迟。
高峰时段需求规划
虽然机场容量通常以每年百万乘客（mppa）来衡量，但对运营效率更关键的是评估机场在高峰时段能够处理的乘客数量。这根据飞往不同地理位置的航空公司的不同高峰时段而变化。对于高峰时段容量规划，IATA推荐了一个称为“服务水平框架（LOS）”的指南。例如，在值机大厅，IATA的最佳LOS是每位乘客2.0至2.3平方米。在樟宜机场，我们在值机大厅的部分区域规划了每位乘客4.0平方米，该区域手推车流通量高，这为处理系统熵和外部冲击或干扰提供了更大的系统韧性。
最短中转时间（MCT）
MCT定义为乘客从进港航班转乘出港航班所需的最短时间。实现短MCT对枢纽机场至关重要，因为更短的中转时间使机场对中转乘客和航空公司更具吸引力。在樟宜机场，1、2和3号航站楼内部及之间的MCT设定为60分钟，而与4号航站楼之间的中转需要90分钟的MCT。MCT受两个协同工作的关键运营流程影响：乘客移动和行李运输。乘客移动时间受四个因素影响，即：空中交通管制准点效率、寻路便利性、人员运输系统（连接走道或Skytrain）的速度，以及最后但同样重要的是安检效率。
行李处理系统
行李处理可能是最常见、能积极或消极影响乘客体验的机场设施之一。机场必须做好这一点。行李运输受三个因素影响：空中交通管制准点效率、地勤人员卸机和行李运输效率，以及最后但至关重要的行李处理系统（BHS）性能。BHS本身就是一个高度复杂的工程子系统。对于中转乘客，它包括集成中转线的行李导入、托运行李安检，以及将距离下一次起飞时间超过3小时的行李运送至早期行李存储系统。BHS工程设计必须高效、可靠且精确。
流程设计中的技术
技术是满足运营要求日益复杂的机场所需容量的关键因素。这尤其重要，因为我们面临地勤代理和移民与关卡局（ICA）等政府机构应对快速增长客运量的严重人力短缺问题。
樟宜机场在旅客处理技术方面投入了大量资金，最新的例子是4号航站楼的快捷无缝旅行（FAST）计划。这是全球首个集成的端到端生物识别自助服务流程，涵盖四个旅客处理接触点：自助值机亭、自助行李托运、自动出境闸机和自动登机闸机。所有四个自动化接触点均无人值守，使用面部识别技术。FAST显著提高了4号航站楼在离港旅客处理方面的表现。值机处理量提高了30%，减少了等待、排队和清关时间。人力生产力得到提高，航空公司和地勤代理节省了20%的人力。先进的面部识别技术提高了安检的可靠性，因为人为错误的风险降低了。
零售和娱乐——樟宜机场的制胜体验之一！
机场现在不仅仅是航空运输基础设施。除了高效处理飞机和旅客流动外，现代机场还必须提升旅客在航站楼内的体验。在樟宜机场，有各种各样的购物、餐饮和娱乐选择，包括美容护理、健身房、游泳池，甚至蝴蝶园，以满足中转时间长的旅客需求。事实上，在樟宜机场，高达43%的收入来自零售运营。因此，在航站楼空间设计中，规划此类非航空商业设施也应给予同等重视。为了跟上旅客-购物者的兴趣，零售产品需要定期更新，以维持和提升他们的购物体验。我们每年有超过6000万旅客-购物者，在他们逗留在航站楼内时提高销售转化率具有很大的商业意义。
机场运营的复杂性——机场运营协同决策
在一个复杂的机场系统中，管理熵（如火灾爆发）至关重要，因为火灾可能在各个子系统内部和之间造成混乱、无序和低效。一个全球性事件是2010年冰岛埃亚菲亚德拉冰盖火山喷发，导致从新加坡飞往欧洲的大量航班取消，大量旅客滞留在樟宜机场。另一个令人担忧的案例是近期台风导致大阪关西国际机场被淹，整个机场完全瘫痪，即使是对处理重大自然灾害非常熟悉和准备充分的日本人也难以应对。
机场运营必须规划好以应对系统熵，避免严重干扰，无论这些干扰多么出乎意料。这需要决策支持工具，能够实时分析动态交通状况，并促进多个利益相关者之间的各种活动协调，以迅速和综合的方式做出响应。樟宜机场已实施机场协同决策系统，这是一个所有机场机构共享信息的通用平台，使他们能够根据每个航班的实时状态更新，最佳地利用其资源。这将使运营商能够在飞机抵达樟宜机场的那一刻预测其下游时间，其中最重要的是预计的下一趟起飞准备就绪时间。由于航班时间可预测性的提高，跑道和停机位等机场资源可以得到更优化的利用。
高服务水平
拥有最佳的物理基础设施和技术，对于樟宜机场赢得并保持其作为成功航空枢纽的地位是不够的。我们必须专注于将必要的软件——系统和流程——落实到位，为所有机场用户提供世界级的体验。确保为乘客提供个性化、无压力和积极惊喜的良好体验，是樟宜机场DNA的制胜点。这要求樟宜机场有纪律地在所有接触点始终建立和执行效率和服务质量标准。这包括在移民、海关、退税、行李认领、手推车收集、问讯台、零售店、娱乐设施，甚至厕所内的愉快体验。有很多事件可以让乘客非常高兴或不高兴。我们必须不断衡量绩效结果，并采取后续行动纠正任何不足，同时为所有员工（包括机场合作伙伴）提供全面培训。
结论
机场是一个高度复杂的系统，它必须管理其作为航空运输基础设施所应承担的可预测需求，以及处理由系统熵和干扰引起的不可预测需求。对国际航空枢纽的绩效和竞争期望越来越高。
对于新加坡来说，我们的机场——而且只有一个——是一项重要的经济战略。它具有多重经济效应，将城市与世界连接起来，反之亦然。此外，机场就像国家的脸面，是游客的第一和最后一个接触点，给人留下好或坏的第一和最后印象。因此，拥有正确的系统设计、技术、流程，以及最关键的人员，对于确保我们在这个高度复杂和竞争激烈的航空业中持续成功至关重要。
我很自豪地说，自1981年开放以来，樟宜机场一直能够持续提供良好的乘客满意度。这体现在我们获得了超过580个各种排名机构颁发的“最佳机场奖”，尽管我不断对我们的同事说，赢得许多最佳机场奖是结果，而不是被误认为是我们的执念目标。我最近做了一个心算，机场平均每天处理16万名乘客，即使只有1%的不满意率，也意味着有1,600名不满意的乘客投诉。即使只有0.5%的不满意率，我们每天也会让800名乘客不满。想象一下800名乘客给我们写电子邮件、发短信和打电话！然而，据报告给我的是，我们能够将每日负面反馈的数量控制在100条以下，这意味着不满意率低于0.1%。但当然，我们不知道有多少人可能对自己的不满保持沉默，根本没有向我们投诉！重要的是从我们收到的这些反馈或投诉中学习，并不断改进我们的运营以满足用户的期望。永远不要只是防御。
目前，樟宜机场拥有已建立起来的坚实基础设施，我们继续进行渐进式改进和扩建。凭借我们良好的记录和卓越的运营表现，除非发生可能对全球旅行造成灾难性影响的不可预见的世界事件，樟宜机场，在我看来，完全有能力继续作为优秀的国际航空枢纽而卓越表现。
廖文良主题演讲
樟宜机场集团和盛裕集团主席
于2018年12月6日在新加坡国立大学大学城举行的亚洲复杂系统设计与管理2018会议上