平行跑道機(jī)場(chǎng)地面容量評(píng)估技術(shù)研究

劉強(qiáng)

摘 要：隨著社會(huì)的發(fā)展，航空業(yè)務(wù)的持續(xù)快速發(fā)展，也為航空運(yùn)輸業(yè)帶來(lái)了巨大的運(yùn)行壓力，機(jī)場(chǎng)擁堵及航班延誤問(wèn)題日益嚴(yán)重?？茖W(xué)、準(zhǔn)確的評(píng)估機(jī)場(chǎng)地面容量可以有效提高機(jī)場(chǎng)地面工作的運(yùn)行效率及機(jī)場(chǎng)的吞吐量，是目前航空運(yùn)輸業(yè)中最為有效可行的方法。本文就平行跑道機(jī)場(chǎng)地面評(píng)估問(wèn)題做出理論研究，并就可能出現(xiàn)的跑道穿越對(duì)4種構(gòu)型的平行跑道的容量進(jìn)行建模深入分析。

關(guān)鍵詞：平行跑道；容量評(píng)估因素；機(jī)場(chǎng)地面優(yōu)化；跑道穿越

跑道容量是指在單位時(shí)間內(nèi)跑道相關(guān)體系能夠接受與輸送飛機(jī)數(shù)量的最大運(yùn)行能力。當(dāng)需要連續(xù)進(jìn)行作業(yè)時(shí)，在一定時(shí)間內(nèi)一個(gè)跑道體系所能處理飛行航班次數(shù)的最大量。通過(guò)相關(guān)資料和長(zhǎng)期實(shí)踐表明影響跑道容量的主要因素有下列幾點(diǎn)。

1 影響跑道容量的主要因素

（1）跑道的相關(guān)配置及跑道相關(guān)系統(tǒng)的運(yùn)行方式。

（2）關(guān)于航空區(qū)域的劃分、進(jìn)出跑道的程序。

（3）地面管制人員的管制方案及跑道占用規(guī)則。

（4）機(jī)場(chǎng)的監(jiān)控設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備及輔助著陸系統(tǒng)。

（5）自然氣象的影響，如強(qiáng)對(duì)流、閃電、能見(jiàn)度、風(fēng)速及其他惡劣氣象條件。

（6）飛機(jī)的起飛流量與接收容量所占的百分比。

（7）飛機(jī)型號(hào)不同其起飛及降落所需的跑道長(zhǎng)度也有不同。

2 有關(guān)對(duì)機(jī)場(chǎng)常用跑道容量評(píng)估的模型方法

跑道的容量直接體現(xiàn)在飛機(jī)起降架次的數(shù)量，對(duì)提升機(jī)場(chǎng)的整體運(yùn)行效率有著關(guān)鍵性作用。關(guān)于常用跑道容量評(píng)估常用的評(píng)估方法有3種。

（1）運(yùn)用數(shù)學(xué)理論計(jì)算容量。通過(guò)利用相關(guān)的參數(shù)，建立對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式，可計(jì)算出跑道的準(zhǔn)確容量。但此法主要針對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確分析，對(duì)于外界影響因素考慮較少，易受外界因素的干擾，例如天氣情況或其他意外影響。

（2）通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析歷往的數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估。通過(guò)整理機(jī)場(chǎng)以往相關(guān)數(shù)據(jù)，然后對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而得出機(jī)場(chǎng)跑道的容量。在我國(guó)航空業(yè)發(fā)展初期，曾廣泛用此法進(jìn)行跑道容量分析，但其缺點(diǎn)是無(wú)法與外部影響因素進(jìn)行結(jié)合，所得出的數(shù)據(jù)在單位時(shí)間內(nèi)飛機(jī)的進(jìn)出量是一個(gè)固定的數(shù)值。

（3）計(jì)算機(jī)仿真建模?？衫糜?jì)算機(jī)編程建立跑道仿真模型，其實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)會(huì)隨著時(shí)間的改變而發(fā)生變化，能夠得出被仿真系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)及客觀容量數(shù)據(jù)，也這是目前航空業(yè)中使用最為通用的方法。

3 關(guān)于平行跑道容量的評(píng)估

根據(jù)國(guó)際民航組織的規(guī)定，跑道的中心線(xiàn)相互平行或中心線(xiàn)沿線(xiàn)之間的夾角不得大于15度的非交叉型跑道定義為平行跑道。根據(jù)我國(guó)民用航空局在2005年頒發(fā)的123號(hào)總局令《平行跑道同時(shí)儀表運(yùn)行管理規(guī)定》的相關(guān)要求，將對(duì)平行跑道在起降過(guò)程中所需的跑道間距及其運(yùn)行模式最初分析，并結(jié)合目前國(guó)內(nèi)外多數(shù)機(jī)場(chǎng)多跑道的相關(guān)模式，就下文中4種典型平行跑道關(guān)于飛機(jī)起降容量做出具體分析研究。

（1）跑道之間間距為近距，作業(yè)模式為一起一降。兩條跑道的中心線(xiàn)的間距小于726m且入口處為水平分布即可稱(chēng)之為近距。由于飛機(jī)起飛時(shí)間相對(duì)降落較快，所以離航站區(qū)較遠(yuǎn)的跑道一般用于降落，離航站區(qū)較近的跑道用于起飛。假設(shè)跑道在航站區(qū)內(nèi)的滑行距離預(yù)留充足，且模式屬于近距平行跑道，以下為有關(guān)跑道容量評(píng)估計(jì)算模型的假設(shè)：一是到達(dá)飛機(jī)具有優(yōu)先權(quán)，二是出發(fā)飛機(jī)插縫放行。

如果選擇離航站區(qū)距離較遠(yuǎn)的跑道用于飛機(jī)降落跑道，則跑道到達(dá)目的的——航空器的時(shí)間間隔是到達(dá)航空器跑道所占用的時(shí)間、到達(dá)起飛航空器跑道所占用的時(shí)間以及兩架航空器之間緩沖所占用的時(shí)間的總和。如果出現(xiàn)降落跑道上面已經(jīng)有航空器正在穿越跑道或者是進(jìn)行繞行運(yùn)動(dòng)等現(xiàn)象，則起飛用的跑道應(yīng)該禁止航空器通過(guò)。起飛航空器的間隔時(shí)間是由很多因素共同決定的，例如控制起飛跑道上的航空器放行問(wèn)題的判斷因子、起飛跑道上將要進(jìn)行起飛運(yùn)動(dòng)的航空器和即將著陸在著陸跑道的到達(dá)航空器之間的時(shí)間間隔等諸多因素。

（2）跑道間距是中等距離時(shí)，運(yùn)行模式為起降隔離模式。

中等距離的意思是指跑道的中心線(xiàn)之間的距離超過(guò)762m，別的條件和近距離模型等同。飛機(jī)的獨(dú)立平行離場(chǎng)運(yùn)動(dòng)以及隔離運(yùn)動(dòng)都可以借助于該跑道完成。我們可以先假設(shè)，離航站區(qū)比較遠(yuǎn)的跑道作為降落跑道，另外一條跑道當(dāng)作起飛跑道。起飛以及降落之間的活動(dòng)各不發(fā)生沖突。除此以外，隔離運(yùn)行和起降航班都配有對(duì)應(yīng)的尾流間隔。對(duì)跑道容量進(jìn)行評(píng)估時(shí)，要提前考慮到跑道穿越運(yùn)動(dòng)。

（3）跑道間距是遠(yuǎn)距離間距時(shí)，運(yùn)行模式是起降混合模式。遠(yuǎn)距離間距跑道指的是兩條跑道的中心線(xiàn)間距超過(guò)920m，別的條件和近距離模型等同。筆者查閱了大量這方面的資料和文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)相關(guān)平行儀表進(jìn)近是被允許在遠(yuǎn)距跑道上面構(gòu)建模型的。在該模型中，可以先假設(shè)到達(dá)航班和起飛航班之于跑道有相同的優(yōu)先權(quán)，兩條跑道的運(yùn)行模式都是混合運(yùn)行。連續(xù)進(jìn)行起飛或者是降落運(yùn)動(dòng)的航班如果行駛在同一條跑道上面，必須要配置對(duì)應(yīng)的尾流間隔。當(dāng)在同一跑道上進(jìn)行起飛和降落運(yùn)動(dòng)并且待降落航班距離跑道入口距離不超過(guò)7000m時(shí)，要禁止起飛航班從等待起飛位置處進(jìn)行滑出起飛。如果有兩條跑道上同時(shí)出現(xiàn)降落航班，則二者在進(jìn)近過(guò)程中的斜距間隔距離必須要保持在6000m以上。

（4）跑道位于航站區(qū)的兩側(cè)，運(yùn)行模式是起降獨(dú)立運(yùn)行模式。起降獨(dú)立運(yùn)行模型中，兩條跑道的中心線(xiàn)距離是1500m，航空器可以在此跑道上進(jìn)行起飛和降落運(yùn)動(dòng)。該跑道的作用等同于兩條彼此獨(dú)立的單跑道，航空器在該模型跑道上面可以進(jìn)行獨(dú)立平行儀表進(jìn)近運(yùn)動(dòng)。和上面幾種情況相同，當(dāng)航空器在同一條跑道上進(jìn)行起飛和降落運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須要配有對(duì)應(yīng)的尾流間隔裝備。當(dāng)在同一跑道進(jìn)行升降交替運(yùn)動(dòng)時(shí)，并且降落航班距離跑道入口處的距離不超過(guò)7000m時(shí)，同遠(yuǎn)距跑道模型要求一樣，要禁止起飛航班從等待位置滑出起飛。

參考文獻(xiàn)

[1]任武玲.機(jī)場(chǎng)平行跑道容量評(píng)估模型研究[J].商，2016，（28）：271.

[2]李華融.多跑道機(jī)場(chǎng)容量研究[D].南京航空航天大學(xué)，2013.

（作者單位：中國(guó)民用航空甘肅空管分局）