機(jī)場(chǎng)多跑道系統(tǒng)規(guī)劃及構(gòu)型選擇探究

陳　嘉

(上海華東民航飛行程序設(shè)計(jì)研究院，上海　200335)

?

機(jī)場(chǎng)多跑道系統(tǒng)規(guī)劃及構(gòu)型選擇探究

陳嘉

(上海華東民航飛行程序設(shè)計(jì)研究院，上海200335)

論述了機(jī)場(chǎng)多跑道規(guī)劃建設(shè)的必要性，從運(yùn)行角度，分析了一場(chǎng)模式和兩場(chǎng)模式下不同跑道構(gòu)型的優(yōu)缺點(diǎn)，并闡述了跑道構(gòu)型選擇時(shí)需考慮的因素，為機(jī)場(chǎng)跑道規(guī)劃建設(shè)提供了思路。

機(jī)場(chǎng)，多跑道系統(tǒng)，跑道構(gòu)型，規(guī)劃建設(shè)

0　引言

隨著我國(guó)民航事業(yè)的快速發(fā)展和民眾對(duì)于航空需求的不斷提高，以及土地成本的日益提高，國(guó)內(nèi)一些區(qū)域性樞紐機(jī)場(chǎng)或干線機(jī)場(chǎng)紛紛規(guī)劃建設(shè)多條跑道或?yàn)槲磥?lái)多跑道建設(shè)預(yù)留用地，多跑道機(jī)場(chǎng)的建設(shè)漸漸成為民航新一輪發(fā)展的趨勢(shì)。然而，國(guó)內(nèi)多跑道機(jī)場(chǎng)的建設(shè)往往片面追求規(guī)模，忽視了多跑道給實(shí)際運(yùn)行帶來(lái)的困難以及導(dǎo)致跑道利用率低下等問(wèn)題。本文從多跑道機(jī)場(chǎng)建設(shè)規(guī)模和構(gòu)型選擇角度分析多跑道機(jī)場(chǎng)建設(shè)中需要注意的一些問(wèn)題，為我國(guó)城市機(jī)場(chǎng)多跑道規(guī)劃提供參考思路。

1　機(jī)場(chǎng)多跑道規(guī)劃建設(shè)的必要性

從城市的發(fā)展需求和土地成本角度看，隨著航空業(yè)務(wù)量的快速增長(zhǎng)，大型城市進(jìn)行適度超前的建設(shè)多條跑道或?yàn)槠漕A(yù)留用地是必要的。隨著人民生活水平的提高和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，航空旅游運(yùn)輸業(yè)發(fā)展迅猛，機(jī)場(chǎng)對(duì)周邊經(jīng)濟(jì)的帶動(dòng)使周邊城市發(fā)展加快，導(dǎo)致土地資源日益減少，土地成本增加。一旦出現(xiàn)機(jī)場(chǎng)業(yè)務(wù)量超出其所能承受的極限，由于機(jī)場(chǎng)預(yù)留用地不足，無(wú)法新增跑道的情況，機(jī)場(chǎng)將不得不采取搬遷或新建措施予以應(yīng)對(duì)，其產(chǎn)生的建設(shè)費(fèi)用和需要的人力物力將是巨大的。

如早期的美國(guó)亞特蘭大機(jī)場(chǎng)，20世紀(jì)70年代該機(jī)場(chǎng)規(guī)劃目標(biāo)為5 500萬(wàn)人次，4條平行跑道。進(jìn)入21世紀(jì)后，其航空業(yè)務(wù)量很快超出了原有規(guī)劃，第五跑道的建設(shè)迫在眉睫(見(jiàn)圖1)。由于早期規(guī)劃缺少對(duì)第五跑道的土地規(guī)劃控制，第五跑道建設(shè)時(shí)遇上跨國(guó)家級(jí)高速公路，建設(shè)周期長(zhǎng)達(dá)5年，資金總投入達(dá)12億美元，被稱為美國(guó)史上最昂貴的跑道。

可見(jiàn)，適度超前建設(shè)多條跑道或?yàn)槎嗯艿李A(yù)留用地是十分必要的，但建設(shè)規(guī)模、跑道數(shù)量和構(gòu)型選擇均需根據(jù)準(zhǔn)確的業(yè)務(wù)量預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、城市發(fā)展情況和當(dāng)?shù)貧庀髼l件綜合考慮后決定。

2　跑道構(gòu)型選擇

跑道構(gòu)型的選擇對(duì)機(jī)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行、跑道利用率、運(yùn)行容量和用地規(guī)模起著決定性作用。對(duì)于一個(gè)城市來(lái)說(shuō)，跑道構(gòu)型的選擇或者說(shuō)多跑道的規(guī)劃建設(shè)不應(yīng)拘泥于一個(gè)機(jī)場(chǎng)，根據(jù)城市發(fā)展需要和功能分類的不同也可考慮鄰近兩場(chǎng)多跑道系統(tǒng)。本文從運(yùn)行角度分析一場(chǎng)和兩場(chǎng)情況下不同跑道構(gòu)型的優(yōu)缺點(diǎn)以及構(gòu)型選擇需考慮的因素。

2.1一場(chǎng)模式

一場(chǎng)多跑道模式是當(dāng)下國(guó)內(nèi)大型機(jī)場(chǎng)采用最普遍的多跑道建設(shè)方式，其跑道構(gòu)型主要包括平行跑道模式、交叉跑道模式和側(cè)向跑道模式三種(混合跑道構(gòu)型國(guó)內(nèi)尚無(wú))。

2.1.1平行跑道模式

平行跑道具有容量大、效率高、跑道間相互影響小、易于管理等優(yōu)點(diǎn)，是目前新建或改擴(kuò)建機(jī)場(chǎng)最為常用的一種構(gòu)型。平行跑道構(gòu)型的典型機(jī)場(chǎng)國(guó)內(nèi)有上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)(見(jiàn)圖2)，國(guó)外有美國(guó)亞特蘭大機(jī)場(chǎng)(見(jiàn)圖3)等。

目前正在運(yùn)行的平行跑道數(shù)量最多的機(jī)場(chǎng)為美國(guó)亞特蘭大機(jī)場(chǎng)，共5條平行跑道，形成3組遠(yuǎn)距平行跑道和2組窄距平行跑道，實(shí)施3組遠(yuǎn)距平行跑道獨(dú)立進(jìn)近和獨(dú)立離場(chǎng)的運(yùn)行模式。

我國(guó)平行跑道運(yùn)行規(guī)范文件為2004年6月26日起施行的 《平行跑道同時(shí)儀表運(yùn)行管理規(guī)定》，該文件規(guī)定了2條平行跑道不同運(yùn)行模式下的跑道間隔要求以及相關(guān)運(yùn)行條件，但未明確2條以上平行跑道的運(yùn)行方法及要求；另外，國(guó)際民航組織(ICAO)也沒(méi)有發(fā)布2條以上平行跑道的相關(guān)運(yùn)行規(guī)范，目前僅美國(guó)FAA有對(duì)3條平行跑道獨(dú)立運(yùn)行的規(guī)范。通過(guò)現(xiàn)有規(guī)范支撐、程序優(yōu)化和國(guó)外機(jī)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)借鑒，理論上可實(shí)施3條平行跑道獨(dú)立運(yùn)行，但4條(4組)平行跑道同時(shí)運(yùn)行無(wú)論從規(guī)范還是運(yùn)行上暫時(shí)都無(wú)法實(shí)施。因此，平行跑道構(gòu)型在確定跑道數(shù)量和跑道間距時(shí)應(yīng)避免跑道數(shù)量超過(guò)6條，寬距跑道數(shù)量不超過(guò)3條，即3組遠(yuǎn)距平行跑道加3組窄距平行跑道。

由于跑道數(shù)量超過(guò)4條后每多增加1條跑道效率就降低一分，且平行跑道數(shù)量越多飛機(jī)滑行距離越長(zhǎng)、地面運(yùn)行越復(fù)雜，因此，對(duì)于平行跑道構(gòu)型而言，2組遠(yuǎn)距平行跑道加2組窄距平行跑道的構(gòu)型(4條)是運(yùn)行效率最高、跑道利用率最大、管制運(yùn)行相對(duì)最順暢的一種構(gòu)型，在吞吐量不是特別巨大且空域條件較好的情況下該構(gòu)型基本能夠滿足區(qū)域性樞紐機(jī)場(chǎng)或干線機(jī)場(chǎng)的需求，若城市將來(lái)不考慮新建第二機(jī)場(chǎng)的情況下可按需適當(dāng)預(yù)留1條～2條跑道的建設(shè)用地，但跑道數(shù)量都應(yīng)避免超過(guò)6條。

2.1.2交叉跑道模式

交叉跑道構(gòu)型主要運(yùn)用在風(fēng)向復(fù)雜且風(fēng)速較大的地區(qū)，由于以前的運(yùn)輸飛機(jī)重量輕，起飛和著陸時(shí)對(duì)于側(cè)風(fēng)要求較高，機(jī)場(chǎng)為保障其運(yùn)行能力而根據(jù)風(fēng)向統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)建設(shè)交叉跑道，該跑道構(gòu)型在美國(guó)較為常見(jiàn)，如舊金山機(jī)場(chǎng)和波士頓機(jī)場(chǎng)等。但隨著民用客機(jī)機(jī)型重量的不斷加大以及科技的進(jìn)步，民用客機(jī)對(duì)于側(cè)風(fēng)的要求逐步降低，交叉跑道構(gòu)型的采用也越來(lái)越少，除非由于地形、用地或其他因素限制。

2.1.3側(cè)向(V型)跑道模式

V型跑道構(gòu)型即跑道之間互不相交，散開(kāi)布置，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行需求可單獨(dú)使用也可與其他跑道同時(shí)使用。典型機(jī)場(chǎng)如美國(guó)達(dá)拉斯機(jī)場(chǎng)(見(jiàn)圖4)，共設(shè)置有2條V型跑道。該跑道構(gòu)型特點(diǎn)是側(cè)向跑道一般只用于離場(chǎng)或只用于進(jìn)近，目的是為了避免與主起降跑道發(fā)生沖突。如達(dá)拉斯機(jī)場(chǎng)東側(cè)側(cè)向跑道僅用于起飛，避免與東側(cè)3條平行跑道的起降發(fā)生沖突；西側(cè)側(cè)向跑道僅用于著陸，避免與西側(cè)2條平行跑道起降發(fā)生沖突。

國(guó)內(nèi)規(guī)劃使用側(cè)向(V型)跑道構(gòu)型的有成都新機(jī)場(chǎng)，該機(jī)場(chǎng)遠(yuǎn)期規(guī)劃建設(shè)5條跑道，其中3條為平行跑道，其余2條側(cè)向跑道與主跑道垂直。由于成都機(jī)場(chǎng)航班大部分均向東離港，因此建設(shè)2條側(cè)向跑道僅用于向東起飛，可增大早高峰期間的放行流量。可見(jiàn)，側(cè)向(V型)跑道構(gòu)型的運(yùn)行受到一定限制，無(wú)法做到同時(shí)起降，其構(gòu)型的選擇均處于機(jī)場(chǎng)的實(shí)際需求，在飛行架次不大的情況下，有特殊需求的大中型機(jī)場(chǎng)可考慮該跑道構(gòu)型。

2.2兩場(chǎng)模式

當(dāng)跑道數(shù)量達(dá)到一定程度時(shí)，再增加跑道的數(shù)量并不能有效增加起降架次，反而會(huì)給機(jī)場(chǎng)管理和管制運(yùn)行帶來(lái)極大的困難。因此一些航空業(yè)務(wù)量需求極大的國(guó)際化大都市多數(shù)采用兩場(chǎng)一主一輔的運(yùn)行模式，明確各自分工，提高整體運(yùn)行效率。代表城市如美國(guó)芝加哥、達(dá)拉斯，阿聯(lián)酋迪拜(正在建設(shè)二機(jī)場(chǎng))和中國(guó)上海等。達(dá)拉斯一場(chǎng)見(jiàn)圖5，芝加哥兩場(chǎng)見(jiàn)圖6。

芝加哥兩大商業(yè)機(jī)場(chǎng)奧黑爾機(jī)場(chǎng)和中途機(jī)場(chǎng)相距21 km，2015年旅客吞吐量分別為7 695萬(wàn)人次和2 200萬(wàn)人次，兩者一主一輔，吞吐量相加近1億人次。

空管運(yùn)行方面，兩機(jī)場(chǎng)雖各自獨(dú)立運(yùn)行，但需統(tǒng)一調(diào)度指揮，建立終端區(qū)是必備條件，進(jìn)離港航線需統(tǒng)籌考慮，終端區(qū)劃設(shè)高度和范圍均應(yīng)根據(jù)兩場(chǎng)運(yùn)行需求確定，盡量滿足空域需求。

達(dá)拉斯機(jī)場(chǎng)和樂(lè)福菲爾德機(jī)場(chǎng)，兩者側(cè)向間隔僅為4.8 km，但由于管制運(yùn)行上兩機(jī)場(chǎng)為統(tǒng)一指揮調(diào)配，因此雖然樂(lè)福機(jī)場(chǎng)業(yè)務(wù)量遠(yuǎn)少于達(dá)拉斯，但其延誤時(shí)間基本相同，2015年兩場(chǎng)平均延誤分別為12 min和11.5 min。另外，其終端區(qū)范圍為以達(dá)拉斯機(jī)場(chǎng)為中心，半徑40海里～50海里，兩機(jī)場(chǎng)共24個(gè)進(jìn)離場(chǎng)點(diǎn)：達(dá)拉斯機(jī)場(chǎng)有4條專用進(jìn)場(chǎng)航線、樂(lè)福機(jī)場(chǎng)有4條專用進(jìn)場(chǎng)航線、達(dá)拉斯機(jī)場(chǎng)和樂(lè)福機(jī)場(chǎng)共用15條離場(chǎng)航線、樂(lè)福機(jī)場(chǎng)另有1條專用離場(chǎng)航線。

可見(jiàn)，兩場(chǎng)運(yùn)行所需空域需求相對(duì)于一場(chǎng)運(yùn)行來(lái)說(shuō)更大，但不論是超大規(guī)模一場(chǎng)還是臨近兩場(chǎng)的運(yùn)行都需要高效的空域系統(tǒng)進(jìn)行支撐，如果缺少對(duì)應(yīng)的空域容量，地面跑道數(shù)量再多也無(wú)法滿足業(yè)務(wù)量的需求。

3　結(jié)語(yǔ)

不同國(guó)家和地區(qū)由于地理?xiàng)l件、氣象條件、空域條件、管制規(guī)則、機(jī)型組合、硬件設(shè)施和管理水平等因素存在差異，即使采用相同的跑道構(gòu)型，其跑道系統(tǒng)容量也會(huì)存在很大差異。因此，對(duì)于建設(shè)方來(lái)說(shuō)，多跑道構(gòu)型或者多跑道系統(tǒng)的選擇需要根據(jù)城市自身實(shí)際情況確定，切勿盲目追求跑道數(shù)量，忽略運(yùn)行效率。根據(jù)現(xiàn)有條件最大程度利用跑道，并在此基礎(chǔ)上做好遠(yuǎn)期土地預(yù)留工作才是上上之策。

[1]DOC8168—OPS/611，空中航行服務(wù)程序—航空器運(yùn)行[S].

[2]國(guó)際民用航空公約附件六：航空器運(yùn)行[Z].2006.

[3]國(guó)際民用航空公約附件十一：空中交通服務(wù)[Z].2006.

[4]國(guó)際民航組織文件：空中規(guī)則和空中交通服務(wù)[Z].2006.

Exploration on airport multi runway system planning and configuration selection

Chen Jia

(Shanghai East China Civil Aviation Flight Program Design Research Institute, Shanghai 200335, China)

This paper discussed the necessity of airport multi runway planning and construction, from the operation perspective, analyzed the advantages and disadvantages of different runway configurations in one runway mode and two runway mode, and ealborated the factors to be taken into account of runway selection, provided way for the planning and construction of airport runway.

airport, multi runway system, runway configuration, planning and construction

1009-6825(2016)25-0150-03

2016-06-28

陳嘉(1989- )，男，助理工程師

V351.11

A