鄭州新鄭國際機場容量評估分析

劉建彬

（民航河南空管分局，河南 鄭州 451162）

隨著飛行量的迅速增加，空中交通管制能力和飛行量之間不相適應的矛盾日益突出。如何加強空中交通流量管理，優化飛機的運行環境，保證飛行的安全，流暢，有序和減少飛行延誤，已成為當今空中交通管制部門所面臨的迫切任務。飛行流量的快速增長帶來了發展的機遇，也帶來安全保障的挑戰。科學有效的空中交通容量評估是空中交通管理的關鍵技術，對空中交通管理起著至關重要的作用。2015年3月，鄭州新鄭國際機場（以下簡稱鄭州機場）容量評估啟動。依據機場容量評估結果，找出鄭州機場容量提升的瓶頸及未來發展的應對策略，采用滿足管制規則要求的策略最大限度地利用機場系統的容量，力爭使鄭州機場的航班時刻編排更加科學合理，空管運行更加高效，未來鄭州機場運行更加安全高效。

1 機場容量評估的意義

機場容量是指一個機場系統允許通過的旅客流量或航空器流量的通稱，是衡量一個機場吞吐能力的重要指標,影響機場容量的因素很多，一般來說，主要取決于機場跑道容量、終端區容量和機場系統容量。只要空中交通流量超過機場跑道容量或空管扇區容量時，交通就會產生擁擠，航班就會延誤。交通流量管理（TFM）是按一定的規則合理地分派空中交通需求使之不超出機場和空域的容量。在機場跑道、空管設施等因素沒有發生變化的情況下，交通流量管理是降低擁擠造成的損失，保證空中交通安全、減少延誤的最有效方案。因此，對機場容量的準確估計是飛行安全保障和實施科學合理的流量管理的依據和基礎。

2 空管為提升機場容量采取的措施

鄭州機場位于鄭州市東南的新鄭市境內，飛行區等級4E，跑道長3400m，航站樓建筑面積為12.8 萬m2，機坪面積為25.6 萬m2，機位57個，與20 多家國際航空公司開通鄭州包機航線67 條。近年鄭州機場飛行流量迅猛上升，起降架次、客貨郵吞吐量不斷攀升，2014年本場起降近15萬架次，旅客吞吐量達到15 580萬人次。2011年11月21日，國家發改委批準鄭州新鄭國際機場二期擴建工程。二期工程按滿足2020年旅客吞吐量2 900 萬人次、貨郵吞吐量50萬t的目標設計，飛行區等級為4F，在現跑道北側建設長3 600m 的第二跑道和滑行道系統；新建48.45 萬m2的第二航站樓，配套建設空管、供油及其他相關生產設施。項目總投資136.4 億元。預計竣工日期為2015年12月30日，項目建成后，鄭州機場將成為具備空陸聯運條件，實現客運“零距離換乘”和貨運“無縫銜接”的現代綜合交通樞紐。

近年來河南空管分局一直致力于鄭州機場的容量提升工作。2011年開始的周口地區航線調整及鄭州機場進離場分離，解決了近空域矛盾；2012年PBN技術運用，提升了進近空域保障容量；2014年中南CDM 項目實施，減少了鄭州機場離場航空器關艙門等待時間；在人員、設備緊張的情況下，優化現場值班，升級改造現有設備，開放了進近扇區，并順利實施了高低扇區試運行，2015年初鄭州塔進物理分離工作實施，使鄭州終端管制服務更加規范、專業；通過加強對管制員特情處置、大流量指揮、復雜氣象條件應對的培訓，管制員作戰能力不斷提升；在加大現有設施設備更新改造的同時，科學規劃和設計鄭州機場擴建二期空管工程建設，努力為今后提升空管服務效率打牢基礎。

3 鄭州機場跑道容量的評估分析

機場容量一般包括跑道容量、滑行道容量、停機坪容量和候機樓容量，跑道作為機場中最容易形成瓶頸的子系統往往決定了整個機場的容量水平，因此跑道容量是決定機場地面容量最為重要的因素。機場的跑道容量主要受空中交通規則，空中交通程序，機場跑道的布局及管理模式，在機場運行的航空器類別，氣象條件，空域限制等因素的影響。以下從兩個方面對鄭州機場跑道容量進行評估分析[1]。

3.1 機場跑道容量的歷史數據評估分析

在評估過程中，對2014年3月1日至2015年2月28日期間的流量數據進行了采樣。

3.1.1日流量統計與分析。鄭州機場日航班量均大于300 架次，其中大于350 架次有274 天，約占總天數的75.1%，其中大于400 架次有89 天，約占總天數的24.4%。運行高峰日集中在2014年7月到2014年10月。

3.1.2 航班放行正常率統計與分析。

采樣時間2015年1月2015年2月2015年3月放行正常率77.6%70.37%76.66%千萬人次（含）以上機場放行正常率排名第11位第11位第8位

3.1.3 高峰小時統計與分析

在現有運行條件下，當高峰小時平均延誤水平接近15 分鐘時，12 號跑道高峰小時運行容量為34.6 架次，此時全天延誤水平為6～8 分鐘，日放行正常率較原有航班計劃下降約15.7%；同樣延誤水平下，30號跑道高峰小時運行容量為31.7架次/小時，日放行正常率較原有航班計劃下降約9.4%。

3.1.4 歷史運行高峰統計與分析

機場歷史高峰服務架次的樣本數據是在303個采樣高峰時段內出現3-4次的樣本數據。機場歷史高峰服務架次最大值樣本點33架次/小時（進場16架次/小時，離場17架次/小時）的出現次數為4次。隨著小時架次的提高，平均放行正常率從27架次到33架次變化不大，當小時架次從33架次增加到34架次時，平均放行正常率跌落5%，隨著高峰服務架次的增加，正常率在34架次后下滑明顯[2]。

基于歷史數據的統計與分析，鄭州機場單跑道運行歷史高峰服務水平為33架次/小時。

3.2 鄭州機場跑道容量的理論評估分析

鄭州機場目前每天的航班當中有91.2%是中型飛機，重型飛機占3.1%，輕型飛機占5.7%。跑道到機坪共有5條聯絡道其中包括一條快速脫離道。供客機停放機位52個，貨機停靠機位5個，試車位1個，除冰位1個。如果單從尾流間隔標準方面來考慮，兩架飛機之間至少要有兩分鐘的間隔，也就是一條跑道的極限容量不應該超過三十架次每小時。針對鄭州機場的跑道構型，考慮機型比例、跑道占用時間分布、放行間隔、尾流間隔、五邊間隔、截獲距離、跑道入口速度等參數建立跑道最大容量計算模型，在現有跑道運行間隔要求下，鄭州機場單跑道運行跑道理論容量為38.9～40架次/小時。

4 鄭州機場容量仿真模型評估與分析

在實際中，對機場容量不能孤立地進行研究，其大小還受終端區結構、管制員工作負荷、航站樓使用效率等多種因素影響。為確保機場容量的計算結果準確，在評估過程中，綜合考慮機場終端區運行各項客觀條件，采取計算機仿真方法，對影響機場容量的其他三個重要因素進行評估分析：一是終端區容量評估。在鄭州機場終端區機場空側、空地、陸側三個運行范圍，模擬正常情況下、軍航活動時、多個軍航同時活動時三個場景，對鄭州機場終端區容量進行評估；二是基于模擬機的管制員負荷容量評估。按照目前民航局的規定，進近管制員最多能同時指揮六架飛機，塔臺管制員最多能同時指揮四架飛機。考慮到管制員的能力對于機場容量也有著很大的影響，現場采集管制員工作負荷數據，通過分析管制員工作負荷水平進行容量評估；三是對鄭州機場航站樓容量進行評估。

通過仿真模型計算結果表明：

①當柳林活動且考慮管制員工作負荷約束時，機場12 號跑道高峰小時運行容量為32.3 架次，減少2.3 架次；30 號跑道高峰小時運行容量為29.9 架次/小時，減少1.8架次；當柳林與開封同時活動且考慮管制員工作負荷約束時，機場12 號跑道高峰小時運行容量為31.3 架次，較正常情況減少3.3 架次；30 號跑道高峰小時運行容量為29.6架次/小時，較正常情況減少2.1架次。進近管制員工作負荷達到39分鐘/小時（65%），無軍航活動時運行容量為34架次/小時，軍航活動時運行容量下降約2～3架次/小時。

②機場航站樓旅客服務設施、設備總體能力冗余，國內、國際、出發、到達均有增量空間。

5 提升機場容量的建議措施

合理安排終端區各移交點的流量分布，改善空域結構，完善飛行程序，減少通信延遲等都是提高機場容量的重要措施[3]。鄭州機場的二期擴建工程無疑提供了一次良好的發展機會，第二條跑道和新航站樓的啟用，停機位的增加，將為鄭州機場邁向全新的高密度運作模式創造有利條件。結合評估分析結果，對增加鄭州機場容量提出以下建議。

5.1 加大機場信息共享系統建設

當前鄭州機場協同放行系統（CDM 系統）還不完善，放行延誤問題突出。應加強空管、機場和航空公司等駐場單位之間的數據分析、處理與信息共享建設，確保各單位及時掌握航班動態，加強協調，緊密合作。引進空管指揮自動化輔助工具和系統，如飛行流量預報、流量預警、告警等，提高流量管理水平。改變現有CDM 運行模式，實現全國CDM 數據聯網，達到統一放行的目的，減少航班延誤。

5.2 提升機場空域運行效率

加強與軍方的溝通協調，準確掌握軍航活動時間，充分利用空域空閑時隙，在高峰時段采取申請偏置飛行的措施，增加安全裕度。改變空域使用規則，及時釋放空域，提高空域資源利用率，減少不必要的航班延誤。進一步優化航班時刻安排，目前的航班時刻表安排有部分時間片的流量超出了該時間片容量，對熱點地區且流控易發目的地如廣州、深圳、虹橋、浦東、杭州、成都、昆明、海口、三亞等地，離場計劃時間編排間隔上不應少于30 分鐘，有利于減少延誤提高服務質量。

5.3 合理規劃和使用機場空側運行

鄭州機場連續多年貨運吞吐量增長率全國第一，5個貨機位遠遠不能滿足運行需求，應適當增加貨機坪停機位數量，解決貨運飛機停放問題；增加地面引導車數量，加快推進站坪管制移交，提高站坪管理效率；加強各單位協調，場務隨時和塔臺及現場運行指揮中心保持聯系，優化對滑行道的使用，科學分配停機位，加強對機場飛行區的保護，使跑道入侵事件減到最低；靈活安排機位屬性分布，提高各機位的利用率。

5.4 提升跑道運行效率

飛行員是否熟悉機場的跑道物理結構和運行規則，直接關系著進場跑道占用時間，應通過加大相關培訓，減少跑道占用時間，提高機場運行效率。鄭州機場雙跑道建成運行后，應對現有跑道和快速脫離道的改造方案進行預先評估，高效地利用快速脫離道使占用跑道的時間減少至最低水平。解決老跑道快速脫離道不足問題，增加老跑道平行滑行道，增加離場容量并減少滑行延誤，使整個流量暢通有序地運轉。

5.5 加大空管保障隊伍和基礎建設

鄭州新鄭國際機場為全天候開放的國際機場，2015年航班保障預計超過16萬架次，且2016年即將雙跑道運行，現有一線運行人員在大流量時工作壓力較大，存在一定的安全隱患，因此為保障航班運行安全，必須有計劃增加各類空管保障人員。目前鄭州機場尚未安裝場監雷達、多點定位技術，1類盲降保障級別過低，應加大空管新通信導航設備建設的投入，可以降低機場最低運行標準，增加機場的運行時間，盡量減少惡劣天氣(尤其是低云、低能見度)對飛行的影響。

5.6 優化航站樓使用

在高峰小時航班架次不變的情況下，控制國內出發和到達航班量，在航站樓形成出發航班小于24 架次/小時、相鄰時段小于18 架次/小時的航班波，合理利用全天時刻資源；優化登機門指派計劃或增加4/5/11 號近機位候機區、14-15/16-20遠機位候機區座位數量。

本文通過對鄭州機場容量的評估分析，找出影響機場容量的瓶頸，在空域資源比較復雜的情況下，提出優化現有機場容量的建議。

［1］馬志剛，等.機場規劃和設計［M］.北京：中國民航飛行學院，2003.

［2］潘衛軍，等.空中交通管制基礎［M］.成都：西南交通大學出版社，2007.

［3］馮青川.機場管制［M］.成都：西南交通大學出版社，2009.