北京終端區飛行程序優化設計

靳佳宇

摘要：本論文首先概述了目前國內外有關飛行程序的背景和研究，明確飛行程序優化設計的重要性和合理性;其次對北京終端區的空域結構以及運行概況做了簡單介紹;進而通過COORD及CAD軟件制圖，選取北京終端區內的典型進離場程序進行沖突分析，提出優化的基本原則方法，從高度方面提出優化解決方案;最后，本文對飛行程序的優化問題進行了總結與展望，并給出了一些自己的看法。

第一章 ?研究內容及方法

本文研究終端區飛行程序優化問題，以北京終端區空域為背景，包括三個組成部分，分別為北京終端區空域結構整體介紹;進離場航圖信息的繪制與分析，找出沖突及不合理所在;飛行程序的優化。具體安排如下：

1.搜集北京終端區相關資料信息并分析整理;

2.利用COORD軟件對首都機場的相關導航臺坐標進行轉換;

3.利用CAD軟件對進離場航線進行繪制，分析沖突所在;

4.對沖突點提出優化解決方案;

5.總結及展望。

第二章 ? 北京終端區飛行程序優化設計研究基礎

2.1 ?終端區介紹

如圖2-1，為終端區基本空域結構示意圖。其包括了跑道、塔臺管制區域、走廊口、標準進離場航線、等待航線、起始進近（IAF）航段、中間進近（IF）航段、最后進近（FAF）航段、復飛航段等[4]。

2.2 ?北京終端區的運行及現行安全間隔

首都機場共有三條平行跑道，分別是36L/18R（長3200米寬50米、瀝青）、36R/18L（長3800米寬60米、瀝青）和01/19（長3800米寬60米、水泥），向南、向北兩種運行模式，以向北運行為主。

北京終端區內現行的飛行安全間隔標準如下：

1.雷達水平間隔為6KM;

2.尾流間隔如下表所示：

1）H代表重型機，為最大允許起飛全重大于13600kg的航空器;

2）M代表中型機，為最大允許起飛全重小于等于13600kg，大于等于7000kg的航空器;

3）L代表輕型機，為最大允許起飛全重小于7000kg的航空器。

第三章 北京終端區內飛行沖突分析

3.1 ?終端區航路點坐標信息

搜集北京終端區導航臺及重要點的地理位置信息，利用COORD軟件進行大地坐標與平面坐標的轉換。

3.2 ?終端區沖突點分析

3.2.1 ?向北運行典型沖突點分析

向北運行時，沖突點的分布如圖所示。其中藍色代表進場航線，綠色代表36R離場航線，粉色代表36L離場航線，紅色圓圈表示沖突點。

1.36L/36R/01跑道GITUM進場航空器與與36L跑道向東CDY方向離場航空器交叉

進場航空器在由GITUM-AA125的航段高度最低下降到3000米，離場航空器在起飛后AA157至AA161航段高度爬升到3000米，在此期間高度范圍重疊，有交叉穿高度風險，存在沖突。2.36L/36R/01跑道KM進場航空器與36R跑道向西方向離場航空器在AA115交叉

從KM進場的航空器由高度4500米下降到AA112點的最低高度3000米，離場航空器在AA154點至少已經到達高度4200米，在AA115點到達5100米，因此二者之間沒有潛在的匯聚穿高度風險存在，無沖突。

3.2.2 ?向南運行典型沖突點分析

向南運行時，沖突點的分布如圖所示。其中藍色代表進場航線，綠色代表36R離場航線，粉色代表36L離場航線，紅色圓圈表示沖突點。

1.18L跑道LADIX-8F方向離場航空器與18R跑道LADIX-8H方向離場航空器匯聚

18L跑道航空器起飛后在AA269點高度至少要達到4200米，18R跑道離場航空器在AA243點高度至少達到1800米，在AA179點高度達到5400米，在此期間高度范圍重疊，因此離場的航空器之間有匯聚穿高度風險。

2.18L跑道RENOB方向離場航空器與18R/18L/19跑道VYK/BOBAK/ZANGANGZHEN方向進場航空器有交叉點

18L跑道航空器起飛后在AA244點高度最大能達到5400米，進場航空器在AA211-AA212的航段高度在5400米以上，之后開始下降，航空器很有可能在AA211-AA212航段同高度或者高度小于垂直間隔，因此有沖突。

第四章 ?飛行程序優化研究

4.2 ?進離港飛行程序典型沖突點優化

1 ?向北運行沖突點的優化

1.航空器由GITUM進場后保持3600米的高度，離場航空器起飛后在AA157之前高度爬升到3000米，待相遇之后，進場航空器再逐漸下降高度來保證兩者之間的安全間隔。

2.36L航空器起飛離場后在航路點AA132以及之后保持最低高度1800米，36R航空器起飛后立即爬升，在AA152達到最低高度2100米。兩者建立水平間隔之后，36L航空器繼續爬升，在AA163達到指定高度。

2 ?向南運行沖突點的優化

1.18L跑道航空器起飛后在AA262點高度保持1800米及以上，2700米及以下，18R跑道離場航空器起飛后爬升，在AA262點高度達到3000米及以上，這樣使兩個離場航空器建立垂直間隔，相遇后建立水平間隔以后，兩者繼續爬升到指定高度。

2.18L跑道航空器起飛后爬升，在AA211點保持高度5100米及以下，直到在AA244點到達指定高度5400米，BOBAK進場航空器在AA211點之前一直保持5700米的高度，交叉之后建立水平間隔開始下降;VYK/ZANGANGZHEN進場航空器在AA211點之前一直保持5400米的高度，交叉之后建立水平間隔開始下降。

第五章 ?總結及展望

在未來的北京終端區規劃中，將可能提出更多飛行程序優化設計方案，達到確保飛行安全的目的。通過充分利用現有的設備，將北京終端區空域規劃和管制有機結合在一起，更好的應對航班量大幅增長帶來的流量問題，減少航班延誤，提高空域利用率，保證飛行安全。

由于時間、精力及學識有限，在本文相關的研究工作中，仍有許多內容需要不斷改進和進一步的研究。飛行程序的運行優化問題涉及空中交通管理、航空器飛行性能與空氣動力學、計算機仿真等多個學科的交叉和融合，需要對多個學科展開深入的理論研究和理解;一套成熟的飛行程序優化設計是在經過大量驗證和實例分析的基礎上建立起來的，因此本文所提高的優化方法還不夠成熟和完善。希望在日后的工作中，多對該方案進行驗證，使其能得到更加廣泛的應用。