機(jī)場(chǎng)終端區(qū)進(jìn)離場(chǎng)程序容量評(píng)估

靳宇波

【摘 要】 確定和提高終端區(qū)容量對(duì)減少航班延誤和保障飛行安全有著較高的意義。進(jìn)離場(chǎng)程序的容量是構(gòu)成終端區(qū)容量的單元，精確計(jì)算終端區(qū)進(jìn)離場(chǎng)程序容量對(duì)評(píng)估終端區(qū)容量具有重要意義。分別建立航段容量、轉(zhuǎn)彎點(diǎn)容量以及終端區(qū)匯聚容量模型，并以上海浦東機(jī)場(chǎng)一條離場(chǎng)程序?yàn)槔M(jìn)行算例分析，得出離場(chǎng)程序容量。

【關(guān)鍵詞】 終端區(qū)；進(jìn)離場(chǎng)程序；容量評(píng)估

【中圖分類號(hào)】 G64.23 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A 【文章編號(hào)】 2095-3089（2016）25-00-02

引言：

由于國(guó)內(nèi)空域緊張，空域現(xiàn)狀復(fù)雜，軍航活動(dòng)頻繁并占用大部分空域，機(jī)場(chǎng)終端區(qū)通常都是航班密度最大、航線最復(fù)雜、限制最多、沖突最大的區(qū)域，機(jī)場(chǎng)終端區(qū)承受著巨大的交通流量。因此在終端區(qū)內(nèi)容易造成較大經(jīng)濟(jì)損失和引起事故隱患。由于終端區(qū)連接著航路和機(jī)場(chǎng)，但是容量較兩者較小，所以終端區(qū)往往會(huì)成為該系統(tǒng)的瓶頸[1]。

1 終端區(qū)容量定義以及影響因素

終端區(qū)容量是指針對(duì)一定的空域系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（包括空域結(jié)構(gòu)與飛行程序等）、管制規(guī)則和安全等級(jí)，考慮隨機(jī)因素（如管制員因素、氣象因素等）的影響。且航班連續(xù)地進(jìn)入終端區(qū)的情況下，單位時(shí)間內(nèi)所能容納的最大航班數(shù)量[2]。

終端區(qū)是航空器從航路飛行到進(jìn)離場(chǎng)階段的飛行過渡區(qū)，該區(qū)域內(nèi)可包括一個(gè)或者多個(gè)機(jī)場(chǎng)，其容量受眾多因素的影響，這些因素可以統(tǒng)稱為容量限制因素，主要的容量限制因素如下[3]：

（1）終端區(qū)的空域結(jié)構(gòu)及其復(fù)雜性。

（2）終端區(qū)與區(qū)域、機(jī)場(chǎng)的耦合情況。

（3）終端區(qū)內(nèi)的管制服務(wù)方式、服務(wù)等級(jí)、飛行規(guī)則以及安全性要求。

（4）管制員的工作能力與負(fù)荷。

（5）空中交通管理保障系統(tǒng)（如通信、導(dǎo)航、監(jiān)視設(shè)備）的種類、分布及其可靠性。

（6）氣象條件。

（7）其他一些物理或技術(shù)性因素。

2 進(jìn)離場(chǎng)程序容量模型建立

對(duì)于進(jìn)離場(chǎng)程序容量的計(jì)算，考慮上述各節(jié)所述因素對(duì)進(jìn)離場(chǎng)程序的影響。，然后計(jì)算飛行程序中交叉點(diǎn)的容量，，從而進(jìn)場(chǎng)容量即為各個(gè)單條飛行程序的容量和相互交叉的飛行程序的容量的總和。進(jìn)場(chǎng)程序和離場(chǎng)程序容量的和：

計(jì)算每條進(jìn)離場(chǎng)程序的容量，然后考慮公共的航段和相互的交叉點(diǎn)，計(jì)算各條程序所分的最大的容量，然后將航路網(wǎng)的容量歸到進(jìn)離場(chǎng)的交接點(diǎn)上，計(jì)算交接點(diǎn)出的容量值。

2.1航段容量

航段容量的限制條件只有一個(gè)，就是航段的長(zhǎng)度。假設(shè)進(jìn)近航段的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，最小間隔為X。并假設(shè)一架速度為Vi的飛機(jī)A飛過航路入口點(diǎn)O之后，有一架速度為Vj的飛機(jī)B要進(jìn)入航路，為了使兩架飛機(jī)在航路中始終保持所需的間隔，第二架需要在第一架飛機(jī)飛過航路入口點(diǎn)時(shí)間為Tij時(shí)才允許飛進(jìn)航路。Tij應(yīng)該有一個(gè)最小值，下面進(jìn)行Tij值計(jì)算，如圖所示。

2.2轉(zhuǎn)彎容量

前機(jī)的速度為V1，后機(jī)的速度為V2，轉(zhuǎn)彎的角度為θ，終端區(qū)的雷達(dá)管制間隔為HD。如果，（后機(jī)速度大），則間隔為，放行時(shí)間為，如果，（前機(jī)速度大），則放行間隔為HD放行時(shí)間為，則轉(zhuǎn)彎點(diǎn)的容量為：

2.3終端區(qū)匯聚飛行容量評(píng)估模型

根據(jù)終端區(qū)航路結(jié)構(gòu)和航空器飛行的特點(diǎn)，建立航空器進(jìn)場(chǎng)匯聚飛行狀態(tài)下的數(shù)學(xué)模型，如下圖所示，

假定前后機(jī)F1、F2分別從航路AO、BO向交叉點(diǎn)O飛行，飛機(jī)F1的速度為V1，飛機(jī)F2的速度為V2，假定在t=0時(shí)刻，飛機(jī)F1在點(diǎn)O處，飛機(jī)F2在點(diǎn)D處，航段OC與航段OB之間的夾角為a，航段OA與航段OB之間的夾角為b，設(shè)兩架飛機(jī)之間的水平間隔是X，經(jīng)過時(shí)間t前機(jī)飛行距離為v1t，后機(jī)飛行的距離為v2t，根據(jù)余弦定理可得

4 結(jié)論

進(jìn)離場(chǎng)程序容量是整個(gè)終端區(qū)容量的單元，所以精確計(jì)算進(jìn)離場(chǎng)程序容量對(duì)評(píng)估終端區(qū)容量具有重要意義[4]。本文通過建立終端區(qū)航段容量模型、轉(zhuǎn)彎容量模型以及終端區(qū)匯聚容量模型，并以某離場(chǎng)程序?yàn)槔ㄟ^算例計(jì)算出結(jié)果，得到該離場(chǎng)程序的容量具體數(shù)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]黎新華，張兆寧，王莉莉.基于跟馳穩(wěn)定的終端區(qū)容量評(píng)估方法[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐，2009，29（02）.

[2]李印鳳.終端區(qū)容量評(píng)估技術(shù)研究[D].南京航空航天大學(xué)，2010.

[3]高偉，黃朝偉.重慶機(jī)場(chǎng)終端區(qū)容量評(píng)估的仿真研究[J].中國(guó)民航大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，28（05）：1-4.

[4]別翌薈.基于交通流優(yōu)化的終端區(qū)容量提升研究[D].南京航空航天大學(xué)，2014.