平行跑道機場地面容量評估技術(shù)研究

劉強

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

關(guān)鍵詞：平行跑道；容量評估因素；機場地面優(yōu)化；跑道穿越

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

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)的運行方式。

（2）關(guān)于航空區(qū)域的劃分、進出跑道的程序。

（3）地面管制人員的管制方案及跑道占用規(guī)則。

（4）機場的監(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，如強對流、閃電、能見度、風(fēng)速及其他惡劣氣象條件。

（6）飛機的起飛流量與接收容量所占的百分比。

（7）飛機型號不同其起飛及降落所需的跑道長度也有不同。

2 有關(guān)對機場常用跑道容量評估的模型方法

跑道的容量直接體現(xiàn)在飛機起降架次的數(shù)量，對提升機場的整體運行效率有著關(guān)鍵性作用。關(guān)于常用跑道容量評估常用的評估方法有3種。

（1）運用數(shù)學(xué)理論計算容量。通過利用相關(guān)的參數(shù)，建立對應(yīng)的化學(xué)方程式，可計算出跑道的準(zhǔn)確容量。但此法主要針對數(shù)據(jù)進行準(zhǔn)確分析，對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）通過統(tǒng)計分析歷往的數(shù)據(jù)進行評估。通過整理機場以往相關(guān)數(shù)據(jù)，然后對這些數(shù)據(jù)進行分析，從而得出機場跑道的容量。在我國航空業(yè)發(fā)展初期，曾廣泛用此法進行跑道容量分析，但其缺點是無法與外部影響因素進行結(jié)合，所得出的數(shù)據(jù)在單位時間內(nèi)飛機的進出量是一個固定的數(shù)值。

（3）計算機仿真建模。可利用計算機編程建立跑道仿真模型，其實際系統(tǒng)的運行狀態(tài)會隨著時間的改變而發(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估

根據(jù)國際民航組織的規(guī)定，跑道的中心線相互平行或中心線沿線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)我國民用航空局在2005年頒發(fā)的123號總局令《平行跑道同時儀表運行管理規(guī)定》的相關(guān)要求，將對平行跑道在起降過程中所需的跑道間距及其運行模式最初分析，并結(jié)合目前國內(nèi)外多數(shù)機場多跑道的相關(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。兩條跑道的中心線的間距小于726m且入口處為水平分布即可稱之為近距。由于飛機起飛時間相對降落較快，所以離航站區(qū)較遠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)跑道容量評估計算模型的假設(shè)：一是到達飛機具有優(yōu)先權(quán)，二是出發(fā)飛機插縫放行。

如果選擇離航站區(qū)距離較遠的跑道用于飛機降落跑道，則跑道到達目的的——航空器的時間間隔是到達航空器跑道所占用的時間、到達起飛航空器跑道所占用的時間以及兩架航空器之間緩沖所占用的時間的總和。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行繞行運動等現(xiàn)象，則起飛用的跑道應(yīng)該禁止航空器通過。起飛航空器的間隔時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題的判斷因子、起飛跑道上將要進行起飛運動的航空器和即將著陸在著陸跑道的到達航空器之間的時間間隔等諸多因素。

（2）跑道間距是中等距離時，運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之間的距離超過762m，別的條件和近距離模型等同。飛機的獨立平行離場運動以及隔離運動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各不發(fā)生沖突。除此以外，隔離運行和起降航班都配有對應(yīng)的尾流間隔。對跑道容量進行評估時，要提前考慮到跑道穿越運動。

（3）跑道間距是遠距離間距時，運行模式是起降混合模式。遠距離間距跑道指的是兩條跑道的中心線間距超過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，發(fā)現(xiàn)相關(guān)平行儀表進近是被允許在遠距跑道上面構(gòu)建模型的。在該模型中，可以先假設(shè)到達航班和起飛航班之于跑道有相同的優(yōu)先權(quán)，兩條跑道的運行模式都是混合運行。連續(xù)進行起飛或者是降落運動的航班如果行駛在同一條跑道上面，必須要配置對應(yīng)的尾流間隔。當(dāng)在同一跑道上進行起飛和降落運動并且待降落航班距離跑道入口距離不超過7000m時，要禁止起飛航班從等待起飛位置處進行滑出起飛。如果有兩條跑道上同時出現(xiàn)降落航班，則二者在進近過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)，運行模式是起降獨立運行模式。起降獨立運行模型中，兩條跑道的中心線距離是1500m，航空器可以在此跑道上進行起飛和降落運動。該跑道的作用等同于兩條彼此獨立的單跑道，航空器在該模型跑道上面可以進行獨立平行儀表進近運動。和上面幾種情況相同，當(dāng)航空器在同一條跑道上進行起飛和降落運動時，必須要配有對應(yīng)的尾流間隔裝備。當(dāng)在同一跑道進行升降交替運動時，并且降落航班距離跑道入口處的距離不超過7000m時，同遠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

[1]任武玲.機場平行跑道容量評估模型研究[J].商，2016，（28）：271.

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

（作者單位：中國民用航空甘肅空管分局）