机场跑道容量评估模型研究

第４０卷第１期２０１０年１月

航空计算技术

ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅ

Ｖ０１．４０Ｎｏ．１

Ｊａｎ．２０１０机场跑道容量评估模型研究

何昕，韩云祥，赖志坚

（中国民航飞行学院空中交通管理学院，四川广汉６１８３０７）

摘要：针对终端区区域中的跑道容量建立了数学模型并结合仿真方法得出了相应的容量值。模

型中考虑的关键影响因素包括管制规则、公共进近航段长度、航空器跑道占用时间及随机误差等。

此外，提出将某些影响航空器间隔的因素视为随机变量，并推导了在可接受的安全水平下，管制人员

需要增加的缓冲裕度。最后针对跑道实际运行特点和所建立的数学模型，结合随机航空器流模拟的

方法，编制了蒙特卡罗仿真程序对某机场的跑道容量进行了评估，评估结果表明模型是有效的。

关键词：空中交通管理；模型；跑道；容量评估

中图分类号：０２４２．１文献标识码：Ａ文章编号：１６７１—６５４Ｘ（２０１０）０１．００４２—０４

引言

跑道容量评估是空中交通管理的关键技术之一。多项研究表明，跑道系统是机场中最易形成瓶颈的子系统，它往往决定整个机场的起降水平。机场跑道容量是指在一定的系统结构、管制规则和安全等级下，考虑可变因素的影响，跑道单位时间内能提供多少架次的航空器起降服务。跑道容量评估是一个非常复杂的问题，影响跑道容量的因素通常包括空侧因素和地侧因素。在实际应用中，常见的跑道容量评估模型有两种：分析模型和仿真模型。分析模型常用于容量评估的初始阶段，其特点是简单快捷，结果虽不很精确但适用。常见的分析模型有时问空间分析模型和排队分析模型两类。仿真模型常用于对整个系统的综合容量评估，其特点是技术性强，运行复杂，结果精确但费用昂贵。

本文针对机场跑道的实际运行状况，在讨论影响机场跑道容量诸多因素的基础上构建了单跑道容量评估模型。此外，在所建立模型的基础上，编制了蒙特卡罗仿真程序对机场跑道容量进行了仿真和深入细致的分析。

１单跑道容量评估模型构建

１．１降落航空器对时间间隔

１）仪表飞行规则下，前面航空器的速度小于后面航空器的速度即Ｋ＜Ｋ时

此时，两架航空器问的间隔在最后进近航段上呈不断缩小的趋势。以ＡＡ”（｛『）表示降落航空器对间的时间间隔，两架航空器问的间隔最小值在前面的航空器ｉ到达跑道人口上空时产生，两架航空器的位置示意图如图ｌ所示。

假设Ａ瓦（ＡＡ）代表第ｉ类航空器和第，类航空器在机场跑道人口处的实际时间间隔，而Ａｔｉ（从）代表该实际时间间隔的均值。依据ＡＡＴＩ（ｉｊ）与Ａ正ｉ（似）的含义可知

ａａｒｔ（ｉｊ）＝ＡＩｉ（朋）（１）最后

图１Ｋ＜Ｋ时前后两架进近的航空器位置示意图

如果降落航空器对时问间隔ＡＡＴＩ（可）比先降落的航空器占用跑道的时间ＡＯＴ（ｉ）大，此时在航空器对ｉ，，间考虑缓冲时间

‰，并设定随机误差ｅ０（ｅ０～Ｎ（Ｏ，磊）），由以上讨论可以得到：

ＡＴｉｊ（ＡＡ）一Ｎ（ＡＡＴＩ（驴），磊）（２）

为了增大安全系数，令

Ａ％（ＡＡ）＝Ｎｏ＋ＥⅡ（３）Ａ％（似）＝％＋‰＋ｅ。（４）

上式中各参数的含义为：Ｍｉ为不包括随机误差ｅ。

收稿日期：２００９．１０一２９修订日期：２００９—１２．１７

基金项目：中国民航总局基金项目（ＭＨＲＤＺ２００８０６）

作者简介：何昕（１９７９一），女，浙江浦江人，讲师。硕士研究生，研究方向为空中交通流量管理，空域管理，ＡＤＳ—Ｂ。万方数据