重慶機場新建塔臺遮蔽分析仿真與建議

馬建瑞　趙建華

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

【關鍵詞】重慶機場；塔臺選址；遮蔽分析；仿真與建議

塔臺是機場及機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布情報，以防止地面障礙物、航空器、交通車輛等之間發生碰撞的關鍵基礎設施。因此，塔臺管制人員須對機場及其附近所有的飛行活動，包括機動區內的車輛、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加強。

當因機場擴建、改建或新建等導致機場管制范圍和空域結構發生變化時，空管、機場當局或其他組織機構需對塔臺位置和高度進行分析論證，以保障塔臺管制與機場運行協調一致，滿足空管安全管理和機場高效運行[1]。

1 重慶機場工程和空管工程概況

1.1 機場工程

重慶機場四期擴建是在現有第二跑道東側1620米處新建一條長3800米、寬75米的4F級第三跑道及相應的滑行道、聯絡道以及相配套的設施，相對于第二跑道由南向北錯開1600米，可起降世界上最大飛機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；新建停機坪80萬平方米，新增停機位94個；新建10.05萬平方米貨運站及配套用房；配套建設20萬平方米的東工作區，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生活設施。

T3B 航站樓是遠期建設的衛星廳，與T3A 行成“主樓+衛星”的模式、一同承擔東區遠期5500萬旅客吞吐量。T3B航站樓規劃面積約20萬平方米。據此，假定T3B 建成規模為地下一層，地上二層，總高度估計為20～30 米。

1.2 空管工程

建一座塔臺和2500平方米的裙樓，建設管制大樓及通導氣象業務用房11000平方米、職工食堂3000平方米、過渡周轉用房4918平方米、值班宿舍4397平方米；建設1套場面監視雷達、1套多點定位系統及航管、通信、氣象、導航等設施設備。

2 塔臺地址初選

重慶機場塔臺選址首要職能是保證機場空側運行安全，并在此基礎上極可能提高并滿足機場及空域運行效率。為確保塔臺位置和高度的安全、合理、適用、高效，在進行塔臺選址和高度評估時要綜合考慮重慶機場本期建設內容、總體規劃、凈空限制、管制區域通視和管制目標的識別、本場氣象、交通、飛行程序及塔臺管制人員的日常工作和習慣等。結合以上情況，重慶機場的塔臺擬定了4個備選位置點。

塔臺備選位置P1點：位于機場東區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：位于機場東區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：位于機場東區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：位于機場東區T3A 和T3B 航站樓之間，靠近地下通道東南方向。

T3A 航站樓高點H1、H2：設計建筑標高49 米，設計建筑正負零高程408.5 米。

T3A 航站樓：設定建筑標高20～30 米，設定建筑正負零高程400 米。

3 遮蔽分析與建模仿真

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

為了便于計算建筑物對視線的遮蔽，文中的所有的視點、建筑物都取黃海海平面為參考水平面，所有的建筑物標高都是相對于建筑正負零，所有的高度都相對于黃海海平面。

下面以P1點為例進行遮蔽計算和仿真。

3.1 基于現有程序的最低限制面的遮蔽分析

基于航行計算的結論P1點塔臺高度受重慶機場現有程序20RGP不工作程序控制最嚴格，限高63m，機場20R 跑道標高411 米，視點距塔臺頂距離10 米，可計算出：視點高度=63+411-10=464（米）現假定T3B 的高度為25 米，根據P1點的視點高度進行遮蔽分析，仿真和計算結果如下。

經過計算，視點在位置P1，高度464 米時，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絡道，總計長度為595 米；T3B 航站樓遮蔽橫向聯絡道，總計長度為970 米。

3.2 基于不突破OAS 面的遮蔽分析

若選取航行計算的結論P1點塔臺高度受21ROAS程序控制，限高88.5m，機場21R跑道標高394.7米，視點距塔臺頂距離10米，可得出：視點高度=88.5+394.7-10=473.2（米）

現假定T3B 的高度為25米，根據P1點的視點高度進行遮蔽分析，仿真和計算結果如下

經過計算，視點在位置P1，高度473.2 米時，遮蔽的范圍為：T3A 航站樓遮蔽部分垂直聯絡道，總計長度為470 米；T3B 航站樓遮蔽部分垂直聯絡道，總計長度為360 米。

4 建議

根據以上步驟，依次對P1、P2、P3、P4進行遮蔽分析和建模計算后發現，現有的四個選點在不突破機場精密進近OAS 面的情況下，都不能通視機場的機動區，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行進一步的優化。經綜合比較分析后，在不改變航站樓和道面設計基礎上，塔臺的坐標為機場坐標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；視點高度497米，視點最低安全裕度高度不低于495 米）是較優的方案，此時塔臺不影響02L和21R跑道精密近進運行的天氣標準。

5 總結

塔臺位置和高度直接關系到管制人員能否通視機場機動區并正確判斷航空器的運行情況，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、更合理的方案，使其滿足相關技術標準和規范的要求。

【參考文獻】

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

[責任編輯：薛俊歌]