成都天府國際機場甚高頻航務波道頻率需求及規劃設計探討

黃金虎 王一帆

民航西南空管局 四川 成都 610202

引言

甚高頻航務波道系統定位為服務于航空公司，主要用于航空公司簽派與機組之間通信聯絡使用，是簽派與機組聯系的基礎通信手段，是航空公司正常運營不可缺少的通信方式。由于民航甚高頻頻點資源有限，為提高航務波道頻點使用效率，航務波道頻點資源均采用航空公司共享方式實施，即根據航空公司航班量大小合理分配航空公司使用的航務波道頻點和信道。因此開展頻率規劃有利于統籌航務波道共用系統規劃和建設，有利于統一規劃考慮航空公司航務波道頻點資源分配，也是天府國際機場航空公司正常高效運行的需要。本文結合天府機場實際建設及發展情況，從甚高頻航務波道頻率需求及規劃設計方面展開探討。

1 航班量分析

成都天府國際機場計劃投用時間為2021年7月，根據規劃，成都天府國際機場、雙流國際機場將開展“兩場一體”運營，努力實現兩座機場一體化規劃、一體化建設、一體化管理和一體化運營，建設功能互補、協同發展的樞紐機場體系[1]。中國國際航空、四川航空、成都航空、中國東方航空等公司將兩場運行，中國東方航空部分商務航線保留在成都雙流國際機場，除西藏航空公司外其余航司均在成都天府國際機場運營。成都天府國際機場轉場投運工作結束后，成都雙流國際機場只保留約460個日進出港客運航班（目前為1100架次左右），其余航班均調整至天府國際機場運營。

根據《成都國際航空樞紐戰略規劃》，近期天府機場為成都國際航空樞紐的主樞紐，承擔客運和貨運的核心樞紐功能；雙流國際機場為主要服務國內點對點商務航線的區域航空樞紐，同時保留國際口岸功能，保障地區航線、國際公務航空業務和國際備降航班。遠期，在天府機場國際航線達到樞紐發展要求后，研究恢復雙流機場國際航線增長，逐步演變形成“一大一小”兩場一體、差異發展的雙國際樞紐機場體系。根據成都天府國際機場規劃，成都機場現有航班量約為1100架次/天，轉場后雙流機場航班量保留約為460架次/天，全部轉場完成后天府國際機場將至少達到640個架次/天， 預計到2025年成都國際航空樞紐日均保障航班1918架次，成都天府國際機場保障架次預計將達到日均1300架次。航空公司甚高頻航務波道系統建設及規劃如圖1：

圖1 成都天府機場航空公司甚高頻航務波道系統建設及規劃

2 航務波道話務量模型設計

目前，航空甚高頻頻率頻點規劃和申請主要根據管制部門席位規劃方案確定，但該規劃方式并不適用于航空公司使用的航務波道業務[2]。針對航空公司航務波道甚高頻頻點需求，需要我們結合天府機場航班量、航務波道通信時間以及高峰航班架次來統籌計算航務波道通信系統繁忙程度，最終計算出滿足航務波道需求的頻點數量。

話務量電信業務流量的簡稱。也稱為電信負載量。它既表示電信設備承受的負載，也表示用戶對通信需求的程度。話務量的大小與用戶數量、用戶通信的頻繁程度、每次用戶通信占用的時長及所考察的時長（是一分鐘，是一小時或是一天等）有關[3]。如果單位時間內的通信次數越多，每次通信占用的時間越長，而且所考察的時間也越長，那么話務量也就越大。因此通過計算天府國際機場航務波道話務量的大小并以此推導出信道、頻率資源的計算方法是可行的。話務量計算主要概念如下：

2.1 話務量A

在話音通信中，業務量的大小用話務量來量度。話務量又分為流入話務量和完成話務量。流入話務量的大小取決于單位時間(1小時) 內平均發生的呼叫次數λ 和每次呼叫平均占用信道時間（含通話時間）S 。

定義流入話務量A為A=S - λ，式中λ的單位是（次/小時）；S的單位是（小時/次）；兩者相乘而得到A應是一個無量綱的量，命名它的單位為“愛爾蘭”（Erlang）[1]。

2.2 呼損率

在信道共用的情況下，通信網是無法保證每個用戶的所有呼叫都能成功，發生呼損。流入話務量A與完成話務量A0之差，即為損失話務量。損失話務量占流入話務量的比率即為呼叫損失的比率，稱為“呼損率”，用符號B表示：呼損率B越小，成功呼叫的概率就越大，用戶就越滿意。因此，呼損率B 也稱為通信網的服務等級（或業務等級）。 對于一個通信網來說，要想使呼叫損失小，只有讓流入話務量小，即容納的用戶少些，這又是所不希望的。可見呼損率與流入話務量是一對矛盾，要折中處理。

愛爾蘭B公式已經制成愛爾蘭呼損表，若已知3個參數A、B和n中的任何兩個參數，就可以從愛爾蘭呼損表中查出需要的第三個參數。

2.3 信道利用率

呼損率不同情況下，信道的利用率也是不同的。信道利用率η可用每小時每信道的完成話務量來計算，即：

2.4 忙時話務量和用戶數

每個用戶在24小時內的話務量分布是不均勻的， 網絡設計應按最忙時的話務量來進行計算。最忙1小時內的話務量與全天話務量之比稱為集中系數，用k表示，一般k=10%～15%。每個用戶的忙時話務量需用統計的辦法確定。

通信網中每一用戶每天平均呼叫次數為C（次/天）， 每次呼叫的平均占用信道時間為T（秒/次），集中系數為k， 則每用戶的忙時話務量為：[3]。

3 航務波道頻點需求分析

根據航務波道話務量模型，航務波道頻點數量直接與機場航班架次和航務波道話務量相關，機場航班架次越多，航務波道話務量越大，滿足航務波道需要的頻點數量需求越大。按照航務波道業務場景，航班從進近到落地期間，各航空公司所有地空通話需求均由航務波道系統來完成。根據以往經驗，在地空通話的過程中，一般一次通話會有起呼應答以及正式通話環節，占用時常約30s左右，在進近以及飛機地面運行階段平均每架次通話約5次左右，系統呼損率要求為1%，進近管制的范圍一般在機場90公里半徑之內，假定該范圍內航班時速為500公里/小時，參考雙流機場運行情況，天府機場日起降達到640架次時，當日每小時起降架次最高約58架次，2025年成都天府國際機場保障架次達到日均1300架次時，當日每小時起降架次最高約90架次。

由此可得：

3.1 在天府機場轉場完成后

高峰時進近范圍航班：m=58*90/500=10.44架次

架次話務量：a=5×30/3600=0.056Erl/架次

系統話務量：A=10.44×0.056=0.582Erl

根據話務量和呼損率查表可得：至少需要4個航務波道頻點才能夠滿足成都天府國際機場轉場完成后640架次航班保障需要。

3.2 天府機場航班量達到1300架次時

高峰時進近范圍航班：m=90*90/500=16.2架次

架次話務量：a=5×40×3600=0.056Erl/架次

系統話務量：A=16.2×0.056=0.907Erl

根據話務量和呼損率查表可得：到2025年，至少需要5個航務波道頻點才能夠滿足成都天府國際機場航班保障需要。

4 頻率規劃與使用

通過話務量計算，天府機場建議申請5個航務波道頻率來滿足各家航司的地空通話需求。根據原有雙流機場航務波道運維經驗，成都天府機場5個航務波道頻點中建議其中3個頻點用于國內航班航務波道業務，1個頻點滿足空管代理航務波道業務需求，1個頻點用于滿足國際航班的地空通信需求。