重慶機(jī)場新建塔臺遮蔽分析仿真與建議

馬建瑞　趙建華

【摘 要】本文結(jié)合重慶機(jī)場空管塔臺實(shí)際建設(shè)情況，利用相關(guān)分析軟件和工具，通過對重慶機(jī)場初選提出的幾個(gè)塔臺位置進(jìn)行遮蔽分析和仿真，按照科學(xué)、客觀、公正，保證飛機(jī)安全運(yùn)行和有效提高運(yùn)行效率的原則，提出了合理的建議，為以后的民航業(yè)塔臺的遮蔽分析提供了參考。

【關(guān)鍵詞】重慶機(jī)場；塔臺選址；遮蔽分析；仿真與建議

塔臺是機(jī)場及機(jī)場附近空中交通安全、有序、迅速的流通，并向其管制下的航空器放行許可和發(fā)布情報(bào)，以防止地面障礙物、航空器、交通車輛等之間發(fā)生碰撞的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。因此，塔臺管制人員須對機(jī)場及其附近所有的飛行活動(dòng)，包括機(jī)動(dòng)區(qū)內(nèi)的車輛、人員、障礙物保持不間斷目視觀測，在低能見度的天氣條件下由可供使用的雷達(dá)加強(qiáng)。

當(dāng)因機(jī)場擴(kuò)建、改建或新建等導(dǎo)致機(jī)場管制范圍和空域結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，空管、機(jī)場當(dāng)局或其他組織機(jī)構(gòu)需對塔臺位置和高度進(jìn)行分析論證，以保障塔臺管制與機(jī)場運(yùn)行協(xié)調(diào)一致，滿足空管安全管理和機(jī)場高效運(yùn)行[1]。

1 重慶機(jī)場工程和空管工程概況

1.1 機(jī)場工程

重慶機(jī)場四期擴(kuò)建是在現(xiàn)有第二跑道東側(cè)1620米處新建一條長3800米、寬75米的4F級第三跑道及相應(yīng)的滑行道、聯(lián)絡(luò)道以及相配套的設(shè)施，相對于第二跑道由南向北錯(cuò)開1600米，可起降世界上最大飛機(jī)A380；在第二、第三跑道之間新建53萬平方米的T3A航站樓（含用于特種車庫的3萬平方米架空層面積，建筑高度49米）；T3A航站樓前建設(shè)26萬平方米的綜合交通樞紐，集城際列車、輕軌、APM、長途大巴、停車樓于一體；新建停機(jī)坪80萬平方米，新增停機(jī)位94個(gè)；新建10.05萬平方米貨運(yùn)站及配套用房；配套建設(shè)20萬平方米的東工作區(qū)，包括消防救援、配餐、通信、供電、供水、供冷、供熱等工程及輔助生產(chǎn)生活設(shè)施。

T3B 航站樓是遠(yuǎn)期建設(shè)的衛(wèi)星廳，與T3A 行成“主樓+衛(wèi)星”的模式、一同承擔(dān)東區(qū)遠(yuǎn)期5500萬旅客吞吐量。T3B航站樓規(guī)劃面積約20萬平方米。據(jù)此，假定T3B 建成規(guī)模為地下一層，地上二層，總高度估計(jì)為20～30 米。

1.2 空管工程

建一座塔臺和2500平方米的裙樓，建設(shè)管制大樓及通導(dǎo)氣象業(yè)務(wù)用房11000平方米、職工食堂3000平方米、過渡周轉(zhuǎn)用房4918平方米、值班宿舍4397平方米；建設(shè)1套場面監(jiān)視雷達(dá)、1套多點(diǎn)定位系統(tǒng)及航管、通信、氣象、導(dǎo)航等設(shè)施設(shè)備。

2 塔臺地址初選

重慶機(jī)場塔臺選址首要職能是保證機(jī)場空側(cè)運(yùn)行安全，并在此基礎(chǔ)上極可能提高并滿足機(jī)場及空域運(yùn)行效率。為確保塔臺位置和高度的安全、合理、適用、高效，在進(jìn)行塔臺選址和高度評估時(shí)要綜合考慮重慶機(jī)場本期建設(shè)內(nèi)容、總體規(guī)劃、凈空限制、管制區(qū)域通視和管制目標(biāo)的識別、本場氣象、交通、飛行程序及塔臺管制人員的日常工作和習(xí)慣等。結(jié)合以上情況，重慶機(jī)場的塔臺擬定了4個(gè)備選位置點(diǎn)。

塔臺備選位置P1點(diǎn)：位于機(jī)場東區(qū)T3A 和T3B 航站樓之間，靠近地下通道西北方向。

塔臺備選位置P2點(diǎn)：位于機(jī)場東區(qū)T3A 和T3B 航站樓之間，靠近地下通道東北方向。

塔臺備選位置P3點(diǎn)：位于機(jī)場東區(qū)T3A 和T3B 航站樓之間，靠近地下通道西南方向。

塔臺備選位置P4點(diǎn)：位于機(jī)場東區(qū)T3A 和T3B 航站樓之間，靠近地下通道東南方向。

T3A 航站樓高點(diǎn)H1、H2：設(shè)計(jì)建筑標(biāo)高49 米，設(shè)計(jì)建筑正負(fù)零高程408.5 米。

T3A 航站樓：設(shè)定建筑標(biāo)高20～30 米，設(shè)定建筑正負(fù)零高程400 米。

3 遮蔽分析與建模仿真

重慶塔臺遮蔽主要是從運(yùn)行安全和效率方面，結(jié)合重慶本期機(jī)場規(guī)劃和總體布局，對塔臺管制范圍進(jìn)行分析，尤其是對于未來多跑道運(yùn)行的重慶機(jī)場來說，地面障礙物（重點(diǎn)是航站樓）、管制方式、飛行程序、飛機(jī)性能都是影響塔臺選址的因素。本文的塔臺遮蔽計(jì)算是通過采用重慶機(jī)場和空管分局提供的真實(shí)、準(zhǔn)確的測繪、設(shè)計(jì)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，使用地理信息軟件對重慶機(jī)場航站樓位置和高度、跑道位置和長度、滑行道、停機(jī)坪等進(jìn)行建模，然后以確定的分辨率沿著機(jī)場的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)選取點(diǎn)位，分析所選點(diǎn)位與目標(biāo)點(diǎn)位的連線是否通視，逐一分析模型中所有的點(diǎn)位，最后完成遮蔽計(jì)算。最后，利用3D仿真軟件建立重慶機(jī)場的仿真模型，模擬塔臺視景并對遮蔽計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)。

為了便于計(jì)算建筑物對視線的遮蔽，文中的所有的視點(diǎn)、建筑物都取黃海海平面為參考水平面，所有的建筑物標(biāo)高都是相對于建筑正負(fù)零，所有的高度都相對于黃海海平面。

下面以P1點(diǎn)為例進(jìn)行遮蔽計(jì)算和仿真。

3.1 基于現(xiàn)有程序的最低限制面的遮蔽分析

基于航行計(jì)算的結(jié)論P(yáng)1點(diǎn)塔臺高度受重慶機(jī)場現(xiàn)有程序20RGP不工作程序控制最嚴(yán)格，限高63m，機(jī)場20R 跑道標(biāo)高411 米，視點(diǎn)距塔臺頂距離10 米，可計(jì)算出：視點(diǎn)高度=63+411-10=464（米）現(xiàn)假定T3B 的高度為25 米，根據(jù)P1點(diǎn)的視點(diǎn)高度進(jìn)行遮蔽分析，仿真和計(jì)算結(jié)果如下。

經(jīng)過計(jì)算，視點(diǎn)在位置P1，高度464 米時(shí)，仿真效果如圖2所示，遮蔽的范圍為：T3A 航站樓遮蔽部分平行聯(lián)絡(luò)道，總計(jì)長度為595 米；T3B 航站樓遮蔽橫向聯(lián)絡(luò)道，總計(jì)長度為970 米。

3.2 基于不突破OAS 面的遮蔽分析

若選取航行計(jì)算的結(jié)論P(yáng)1點(diǎn)塔臺高度受21ROAS程序控制，限高88.5m，機(jī)場21R跑道標(biāo)高394.7米，視點(diǎn)距塔臺頂距離10米，可得出：視點(diǎn)高度=88.5+394.7-10=473.2（米）

現(xiàn)假定T3B 的高度為25米，根據(jù)P1點(diǎn)的視點(diǎn)高度進(jìn)行遮蔽分析，仿真和計(jì)算結(jié)果如下

經(jīng)過計(jì)算，視點(diǎn)在位置P1，高度473.2 米時(shí)，遮蔽的范圍為：T3A 航站樓遮蔽部分垂直聯(lián)絡(luò)道，總計(jì)長度為470 米；T3B 航站樓遮蔽部分垂直聯(lián)絡(luò)道，總計(jì)長度為360 米。

4 建議

根據(jù)以上步驟，依次對P1、P2、P3、P4進(jìn)行遮蔽分析和建模計(jì)算后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的四個(gè)選點(diǎn)在不突破機(jī)場精密進(jìn)近OAS 面的情況下，都不能通視機(jī)場的機(jī)動(dòng)區(qū)，因此通過降低航站樓高度和提高塔臺高度兩種方式對方案進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。經(jīng)綜合比較分析后，在不改變航站樓和道面設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，塔臺的坐標(biāo)為機(jī)場坐標(biāo)A=3864.8，B=5396.5，海拔高度為507 米（最低安全裕度高度不低于505 米；視點(diǎn)高度497米，視點(diǎn)最低安全裕度高度不低于495 米）是較優(yōu)的方案，此時(shí)塔臺不影響02L和21R跑道精密近進(jìn)運(yùn)行的天氣標(biāo)準(zhǔn)。

5 總結(jié)

塔臺位置和高度直接關(guān)系到管制人員能否通視機(jī)場機(jī)動(dòng)區(qū)并正確判斷航空器的運(yùn)行情況，而塔臺的遮蔽分析和仿真是保障塔臺位置和高度可行的重要要素，并能夠通過模擬仿真為塔臺的選址提供更科學(xué)、更合理的方案，使其滿足相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求。

【參考文獻(xiàn)】

[1]AC-93-TM-2014-01 塔臺管制室位置和高度技術(shù)論證辦法[S].

[責(zé)任編輯：薛俊歌]