跑道容量浅析

【题名】跑道容量浅析

【作者】董永丽

【分类号】V351

【关键词】机场，跑道容量，跑道

【文摘】本文通过对影响跑道容量的重要因素跑道、管制人员、终端管制区的研究，通过实际收集的资料举例及建立跑道容量模型，对跑道容量的影响因素进行量化分析并进行优化，提出了合理优化措施，使跑道容量增加。

【正文】引言

在航空运输中，由于航空运输服务需求量的空前增长，使得各种保障设施已不能充分适应这种发展速度。以至于在许多航空旅程中，由于时间延误过长而使飞机在快速特性方面的优点被大大地削弱了。这种情况愈演愈烈，航空运输体系的各单元承受着超出其设计能力的压力，造成各个机场的服务质量明显下降。为了准确地确定机场和航空体系各组成部分在处理需求量方面的能力，准确地指出在这些体系中存在的不足，必须开展对容量及其限制因素的研究工作。

研究容量的一个主要目的是要确定增加机场容量的作用好、效率高的办法。容量的改善和提高的方法：增加跑道系统容量，空域及进离场程序设计，高峰时间管理，技术措施和运行效率提高。一般看来，改善机场系统的途径就是新建或扩建机场，但是，新机场的建设需要巨大的投资、要占用大量的土地，对周围社会环境有着广泛而深远的影响，因此机场的新建或扩建要受到其他许多因素的制约，不可能靠无限制的新建或扩建机场来满足无限的航空需求。其次，造成机场容量不足的原因是多方面的，除了航空需求的急剧增长外，还存在着其他方面的原因。在我国航空运输实行政企分开的体制改革以后，各航空运输企业--航空公司（包括国外航空公司）为了实现本企业的最大经济效益，都希望在机场争取有最好的航班时刻，追求企业的最大经济效益，因此，形成了在某些时段机场人满为患、拥挤不堪，而其他时段机场又处于空闲状态，造成机场的人为紧张。再次，航空运输处于交通运输大系统中，与其他交通运输方式有着非常密切的联系，其他运输方式对机场的紧张状况也有着重大的影响，另外，许多机场还存在着运行效率不高等问题。由此可见，造成机场系统不能满足航空需求的原因是多方面的。因此，机场系统的改善对策需要采用多种方法，进行多方面的研究，提高机场系统的容量，使现有机场系统尽量满足航空业的迅速发展。

正文

改善机场系统的途径就是新建或扩建机场，但是，新机场的建设需要巨大的投资、要占用大量的土地，对周围社会环境有着广泛而深远的影响，因此机场的新建或扩建要受到其他许多因素的制约，不可能靠无限制的新建或扩建机场来满足无限的航空需求。就我国现在的状况来看，东部地区的北京、上海、广州等的飞行流量几乎都要达到了设计容量，而在

西部不发达的地方机场的容量远远的低于设计的容量，也就是现在盲目的新建机场是不能解决问题的。现在最重要的是找出对影响跑道容量最重要的因素，本文主要从对跑道容量有着决定作用的跑道因素、空管指挥人员和终端管制区及进离程序方面进行研究。

1. 容量

我们通常所说的容量就是指机场系统各项设施在一定时段内（通常为一小时，也可以为一天或是一年）通过不同运输对象（飞机，旅客，货物等）的最大能力。在飞行区内，跑道或滑行道的容量为单位时段内可能容纳的最大飞机运行次数。

在此提到的容量定义通常包括机场容量、理论容量、实际容量和计划容量四层含义：

(1)机场容量是指一个机场系统允许通过的旅客流量或航空器流量的通称，它取决于候机楼设施、跑道系统和终端区（TMA）系统三方面的影响。

(2)理论容量是在不考虑服务质量的情况下单位时间（通常为1 小时）内跑道系统允许航空器起飞和着陆的最大架次。

(3)实际容量是在考虑达到或高于某一指定服务质量标准时的最大交通流量。服务质量标准是在保证安全的前提下起飞或着陆航空器的平均等待时间，例如：每次飞行等待3~4分钟。

(4)计划容量是根据机场的实际情况按10分钟或1小时的时间段规划出一周内每小时的进场、离场和总计的飞行最大容量。计划容量主要用于安排航班的飞行时刻和控制某机场的流量。表1即为某机场两条平行跑道同时运行时的计划容量数据。

表1 一周的计划容量表

一周内最大容量的计划值

进场着陆架次起飞离场架次总架次

/10分钟 /小时 /10分钟 /小时 /小时

07：00--08：00 7 40 8 46 76

08：00--09：00 8 45 8 47 81

09：00--10：00 8 45 8 47 84

10：00--11：00 8 45 8 47 84

11：00--12：00 8 43 8 47 84

12：00--13：00 7 40 8 45 80

13：00--14：00 7 40 8 44 79

14：00--15：00 7 40 7 42 76

15：00--16：00 7 40 7 42 77

16：00--17：00 7 42 8 44 78

17：00--18：00 8 45 8 45 82

18：00--19：00 8 45 8 47 84

19：00--20：00 8 45 8 47 84

20：00--21：00 7 42 8 47 81

21：00--22：00 7 40 7 42 76

22：00--23：00 7 40 7 42 76

23：00--24：00 7 40 7 42 76

有许多因素影响一个飞行场的容量，其中有些因素比别的因素更为重要。一般来说，容量取决于飞行场的构形、飞机运行中的环境和所具备的助航设备及空中交通管制设备。最重要的因素列举如下：

1 跑道体系的构形、条数、间距和方位；

2 滑行道和跑道出口的构形、数目及其位置；

3 停机区里门位的安排、大小和数目；

4 到达飞机和出发飞机占用跑道的时间；

5 使用设施的飞机的大小和机种组合；

6 天气情况，特别是能见度和云高，因为好天气和坏天气的空中交通规则是不同的；

7 风的情况，它可能妨碍所有飞机对现在全部跑道的使用；

8 消减噪声的程序，它可能限制现有跑道运行的类别和时间的选择；

9 在风和消减噪声的限制下，管制员选择运行跑道体系的策略；

10到达飞机架次相对于出发飞机架次的情况；

11 通过航空飞机连续起飞的频繁次数；

12 尾流涡流的存在及其发生的频繁程度，当轻型飞机跟随重型飞机时比重型飞机跟随轻型飞机时需要有更大的间隔；

13 助航设备的设置和性质；

14为建立到达和出港航路所具备的空域及其结构；

15空中交通管制设施的性质和范围。

2 空中交通指挥人员对跑道容量的影响

一架飞机从开车、滑行、起飞、巡航、进近到着陆每一个环节都要有空中交通指挥人员来进行指挥，管制人员水平的高低直接影响着飞行的顺畅。在整个机场的运做过程中，管制人员又分为进近指挥员、塔台指挥员和地面指挥员，管制人员的个人特点和技术水平是影响机场容量的一个重要因素。

由于管制员的个人的知识水平、工作技能、经验不一样，在实际的管制工作当中遇到相同的飞行冲突所采取的管制方式手段也会不一样。例如在遇到同样的冲突，有的管制员采取调整飞行的高度层有的采取调整航向和飞行的速度来达到冲突的解决的目的。不同的管制方案其结果也不一样，有的更加安全有效而有的相比较却要差些，这样对整个机场的运营就造成了影响。

2.1 举例

在实际的空中交通管制中，每天、每时的飞行的情况必然的不同，所以只有在相同飞行情况的条件下才能有比较，才能了解管制员之间的不同。在这里就列举在模拟机上练习雷达管制时同学之间的差别，不同人之间有着不同的处理方式方法和不同的经验，最后完成训练所需要的时间不同。如下是在模拟机上模拟要进出武汉机场的飞机如下表2：

表2

机号机型速度（KM/H）预计起飞或到场时间（分）起飞机场目的地机场预计走廊口时间（分）

SAS997 B-757 860 02 ZHHH ZBAA

SIA224 B-757 860 05 ZHHH ZGGG

CSN3327 YUN-7 470 07 ZHHH ZHES

DLH752 B-747 980 12 ZHHH ZBAA

CSN3342 MD-82 860 14 ZHHH ZGGG

B3621 CHE3A 540 16 ZHHH ZUGH

CES5321 BAL146 720 12 ZSSS ZHHH XS02

SCEHA TB-20 280 38 ZUCK ZHHH TM06

HDA305 B-737 860 23 ZGGG ZHHH KG14

CES5307 YUN-7 470 29 ZSNJ ZHHH XS13

B3475 YUN-7 460 16 ZGCS ZHHH KG04

PAI751 B-707 880 25 ZUUU ZHHH TM12

记录4位同学做完练习所花时间如表3

表3

最后离场飞机时间（分）最后进近飞机时间（分）所花时间总

和（分）

甲 32 29 61

已 27 30 57

丙 26 32 58

丁 35 29 64

在整个练习的过程中，主要影响最后结果的是在关键冲突的预测和解决上。要想很好解决冲突，首先要能够发现冲突，在什么时间、什么地点、那个航路上、进离场之间还是进场与进场、离场与离场之间，要想很好的发现并解决冲突，首先需要管制有很好的专业知识这是最主要的一点。

管制人员的个人因素对机场容量起着重要的作用，我们有必要对管制人员提出更高的要求，不仅要有良好的专业知识还要有良好的素质包括以下：

2.2.1 语言表达能力及逻辑性

一般情况下，人与人的交流只有在视觉、听觉等诸方面得到最佳配合时，信息才能达到最佳的沟通。然而管制工作中，管制员与飞行员天各一方，其交流只能通过无线电，这与日常生活中人与人的沟通有着明显的区别。管制员通话要具有较强的语言表达能力和逻辑性，通话简洁明了且语速适当，不要使飞行员产生歧意。据统计，在17起与管制失误有关的事故征候中，1 1与通话理解错误有关。为了避免在这一过程中出现差错，国际民航组织对此作了明确的规定，要求通话发音标准化、通话内容准确化、通话形式规范化。但在实际工作中，有的管制员听、说能力差，语速过快，误解通话内容、通话方式不规范等，导致一系列的人为差错。

2.2.2 对数字的敏感力和辨别力

管制工作每天与大量的数字信息打交道，如：航空器编号、航班号、航

路代号、航空器的速度和高度以及无线电频率等。工作中管制员要对一系列的数字信息作出快速反应，才能准确快速地发出管制指令。

2.2.3 预测能力

管制工作讲究的是主动性和预见性，决不能等到问题出现时才开始想办法去解决，那样容易出现被动，对安全不利。预测是管制工作中经常进行的思维活动，成熟的管制员利用空隙时间进行思考，预测飞行中潜在的冲突和解决方案，进有序的管制。

2.2.4 决策能力

决策能力是根据预定目标作出某种行动的决定能力，同样是管制员的一项经常性的思维活动。如：一架进场航空器距离跑道越来越近，可是占用跑道的航空器迟迟不起飞，怎么办？某某航空器未按指令保持高度，两架相对活动航空器在雷达屏幕上迅速汇聚，怎么办？这就需要管制员在相当短的时间内作出决定以保证航空运行的安全和顺畅。

2.2.5 空间概念和空间关系理解力

空中交通管制的基本方法是对航空器进行三维间隔，即：侧向间隔、纵向间隔和垂直间隔。飞行员按管制员的指令，以不同的速度不间断的从事航空器的三维运动，如：爬高、下降、转弯等等；二次雷达不间断的向管制员提供航空器的方位，距离及高度等三维信息；一次雷达不间断的向管制员提供航空器的方位和距离等二维信息，程序管制中，飞行员通过无线电向管制员报告其位置和高度，无论采用那一种管制方式，管制员都应该将所获得的信息转换为心理图象，将空中交通视觉化。这一能力既立体空间概念及空间关系的理解力。该能力对管制工作至关重要，尤其在多架航空器活动时，凭这一能力，管制员可根据航空器的速度、高度、方位及上升或下降趋势，迅速准确地判明那些航空器有潜在的冲突，适时采取措施。

2.2.6 工作的计划性、条理性和精力分配

管制员既要与飞行员通话，又要监视雷达屏幕上飞机的活动，还要注意起降飞机的姿态等一系列的问题。真可谓要“眼观六路，耳听八方”了。其工作的计划性和条理性就显得十分重要。管制员应该掌握轻重缓急的原则，先干什么，后干什么，包括进程单的摆放都必须井井有条。管制过程中应加强注意力的合理分配，防止顾此失彼。近年来对飞行事故和飞行冲突的调查分析表明，人为因素是导致问题发生的重要因素，空管系统的安全生产管理中，最重要的因素是人的因素，最复杂最难以控制的因素也是人为因素，在管制工作中，作为管制工作主体的管制员，对整个空管安全是至关重要的。减少管制差错，人的因素是关键，加强业务培训，规范管理制度，把好人员素质是空管安全的重要环节。

3 终端管制区对跑道容量的影响

终端管制区运行效率高低是体现机场容量的一个重要因素。终端管制区运行效率越高，在单位时间内处理飞机的架次必然越多，机场容量就越大。机场程序设计或管制因素导致的进近等待或飞机返航必然会使机场相对容量减少。因此，合理提高终端管制区运行效率是机场容量增加的一个方法。

在管制工作中空域对交通流量和对终端管制区的排序都起着重要的影响

作用。终端区内的空中交通流量相对排列很紧密，由于飞机上升、下降的影响，很容易造成飞机冲突，而空域受到地形、进离场航线、可用的飞行高度层等等因素的限制，不可能完全合理的解决冲突，就会造成飞机进近时需要等待。不合理的空域结构，会使等待进一步进近飞机的延误时间增长，使得在固定的时间段内，终端区的空中交通流量下降，运行效率不高，降低机场流量。同时，进、离场飞机之间存在的飞行冲突，使得管制员在安排飞机的进近次序时不得不仔细考虑,而不能够完全按照到场的先后时间次序安排飞机的进近次序，这就不便于进近队列的控制。因此空域内航路和航线结构的优化调整，能够使终端区的空中交通流量加大，密度增加，提高空域的有效利用率，最终提高机场容量。3.1打破走廊限制，提高空中流量

空中走廊是指在两点连线的两侧各有4-5公里宽度的空中飞行通道，供航空器在走廊内实施点与点之间的飞行。设置空中走廊的目的，是使航空器严格按照走廊进行飞行，避免航空器进入走廊之外的限制区域。飞机去这些设有空中走廊的机场，都不可随意飞越城市上空直接去机场，必须先飞向指定的地点（即走廊口），然后沿着空中走廊，再飞向机场降落。

在航路管理体制中，如果航空器必须局限在某一走廊口进出区域，在某一航迹上飞行，必将大大加大流量的集中拥挤程度；相反，如果航空器能打破空中走廊限制，依靠陆基导航设备所设定的航路实施飞行，而地面管制部门又有精密先进的雷达系统加以辅助监视的话，则既可增加安全性，减少延误，也可提高空域利用效率，提供最大程度的灵活性，增大飞行流量，提高机场容量。

3.2合理划设空中等待区

在国外繁忙的机场，空中等待已经成为飞行调配的常规手段。现在较多的机场空中等待区设置在进港路径上，一旦有飞机进入等待，就必须考虑其他进港飞机与等待飞机的冲突。在通常情况下，虽然进港流量很大，国内许多管制员宁愿使用更为复杂的调配手段（例如：限制起飞、限制本区域进港移交间隔），也不愿使用等待区域。于是等待区域成了摆设，基本失去了其应有的调蓄作用。因此，合理的划设等待空域，使得等待空域内的飞机不影响起飞和进近的飞机，同时又方便等待空域的飞机进近，是加快终端区的运行流量减少延误，提高管制效率，增加机场容量。

4 跑道自身的影响因素

跑道容量的大小直接决定着机场容量的大小，运输体系的有效性一般是以其有效地处理所运输的单元的能力来衡量的。由于机场系统容量的性能有赖于该体系的各个组成部分，因而通过有必要对这些组成部分做出评价，以确定体系的能力。在体系的使用要求有顺序地利用一组设施的场合，该体系的整体效率通常被效率最差的组成部分的特性所限制。机场跑道的运行效率的高低对整个机场系统容量有重大的影响。

机场拥挤、航班延误增加等问题都是由于机场系统容量的不足引起的。而机场系统容量的限制因素包括：跑道、滑行道、脱离道、停机位，其

中以跑道容量最为重要。跑道容量是决定机场容量的最为重要的因素，在机场容量的估计过程中，跑道作为机场中最容易形成瓶颈的子系统往往决定了整个机场的容量水平，要想使机场系统容量增加，机场跑道容量的增加是不容忽视的。但由于运输要求的变化和波动，即使机场系统容量足够也可能因为其他原因而导致延误。因而，在运输需求量接近极限容量时，运输对象必然会因等待通过而出现延误。需求量越接近于极限容量，平均延误时间越大。延误造成经济损失，延误多少也反映了服务水平和服务质量。依据某个可接受的服务水平，也即某个相应的可容许的平均延误时间所确定的容量，称做实际容量跑道容量是指在给定的时间内跑道所能提供服务的最大航空架次。影响跑道容量的因素有很多，其中主要因素有：导航、监视设备、辅助着陆系统；终端区空域结构、进离场程序设计；跑道配置；跑道运行方式；气象条件；飞行规则；使用跑道的机队组成；起飞流和到达流的比例；不同类型飞机的进近速度；最后进近路线长度；空管规则规定的飞机间的最小间隔；违反空管规则规定的最小间距的概率等等。因此，实际机场跑道的运行容量往往在分析模型结果基础上，加以统计数据修正得到，它表示当前交通流量统计基础上的容量，一般表现为起飞--着陆容量曲线，如图1所示。为了准确地确定机场和航空体系各组成部分在处理需求量方面的能力，准确地指出在这些体系中存在的不足，必须对机场跑道容量进行研究。影响跑道容量最重要的因素是相继的飞机之间的间隔。这种间隔取决于适用的空中交通规则，采用哪种规则，取决于天气情况和飞机大小。

4.1 仅供着陆跑道容量的影响因素

跑道容量是一个跑道体系处理飞机活动的最大能力，即当有连续服务要求时，在一个规定的时间问隔里，确定一个跑道体系所能容纳的最大飞行运行架次。仅用于着陆的跑道体系的容量受下列各因素的影响：

(1)飞机机型组合，通常按进近速度将飞机分为几个等级来代表其特性；

(2)各个不同等级飞机的进近速度；

(3)跑道人口前各类飞机共用进近航道的长度；

(4)最小空中间隔规定；

(5)到达进人口时间误差的大小和在共用进近航道上的速度误差

(6)认为可以接受的违反最小空中交通间隔所规定的概率；

(7)飞机机型组合中各个等级飞机的平均占用跑道时问，以及在这些平均时间中分散的大小程度

4.1.1不计误差计算跑道容量的情况

要计算跑道容量，必须先求出平均每架航空器的加权服务时间，加权服务时间的倒数就是跑道容量，在不损失计算准确性的前提下，可以把飞机分为几个不同的速度等级,V1、Vr等，则加权服务时间可以通过下列公式求出：

其中： Ti为前机i经过跑道入口的时间； Tj为后机j经过跑道入口的时间；[Tij]为两架连续到达的飞机在跑道入口处实际时间间隔的矩阵；E[Tij]为每架航空器的加权服务时间；Pij为前机i后有飞机j跟随的概率；C为处理这个到达机型组合的跑道容量。

要得到在跑道人口处到达飞机之间的时间间隔，有必要知道前机的速

度是大于还是小于后机的速度，因为在每一种情况下，跑道入口处的时间间隔是不同的，这些情况可用空间一时间图形来说明。

其中， r为共用进近航道的长度；δij为沿着共用进近航道飞行，前机i和后机j之间的最小允许距离间隔； Vi为前机i的进近速度；Vj为后机f的进近速度；Ri为前机i占用跑道的时间。

4.1.1.1间隔减小的情况(Vi< Vj)：

先看前机进近速度小于后机进近速度的情况，如图l所示。在跑道入口处的最小时间问隔可用距离δij和后机的速度Vj 来表示。如果到达飞机占用跑道时间Ri比空中间隔的时间大，那么，Ri应取在跑道入口处的最小时间闻隔。这个情况下前后机经过跑道入口处的时间间隔方程式为：．

4.1.1.2间隔拉太的情况(Vi > Vj)

前机进近速度大于后机进近速度的情况如图2所示。两航空器最小距离间隔出现在进入口处而不是在跑道入口处，对于这种情况，前后机经过跑道入口处的时问间隔方程式为：

注意两方程式之间的差别，只要限制式(2)中的，即可用式(2)代表式(1)

这样，就得到了不考虑位置误差时，计算仅用于着陆的跑道容量的计算方程：

4.1.2 考虑位置误差计算跑道容量的情况

上述方程式代表没有误差的完善体系的情况，如要考虑误差，则应在最小间隔时间上加上一个缓冲值。缓冲值的大小视可接受的违反间隔规定的概率而定，如图3所示在此情况下，只有当飞机超前于规定的时间甚多，致侵入正态分布曲线的那个较小的阴影部分时，才会违反问隔规定。在实际工作中，管制员用缓冲值来安排飞机的到达时间而使违反最小间隔规则的概率处在可接受的水平。

在问隔减小的情况下，缓冲值是一个常数值；但在间隔拉大的情况下，缓冲值不需要是一个常数值,一般要比间隔减小情况下的缓冲值低,有了缓冲值的形式，就可制定出由速度等级i的飞机，后面跟随速度等级的飞机的缓冲时间值所组成的矩阵【Bij]．将这个矩阵加到不计误差的矩阵上去，以确定实际的到达飞机之间的时间矩阵，从这个矩阵可以得出容量，其关系如下：

4.1.2.1间隔减小的情况：

在此情况下，前机的进近速度小于后机的进近速度，其间隔如图l所示。以[Tij]代表等级i与等级j的飞机之间的实际最小时间间隔矩阵，并假设占用跑道时间小于[Tij]，以E[Tij]代表[Tij]的期望值，以e0代表

期望值为0的一般分布的任意误差，其标准偏差为δ0，则对每一对到达飞机有：

但为了不违反最小间隔规则的规定，E[Tij]值须增加一个缓冲值B 因此得：

对这种情况，在跑道人口处的最小间隔如= 所示，其目的是求得对一个规定的违反规则的概率所需的缓冲值，这样：

采用以标准偏差δ0分布误差的假设，则可导出缓冲值：

4.1.2.2间隔拉大的情况

考虑前机以大于后机的速度向跑道人口进近，两架飞机之间的间隔从进人口起逐渐加大，违反间隔规定的概率是后机在前机在进人口之内达到规定距离之前就到达了进人口的概率。用数学式表示如下：

应用方程式(2)和(6)计算在到达跑道人口时的实际间距，并简化为下式：比较方程式(6)和(9)，只要限制，即可用式(9)代表式(6)。

这样，得到了有实际意义的仅用于着陆的跑道容量的计算方程：

4.1.3混合运行跑道放行起飞飞机的间隔需求混合运行时，必须依据以下四条规则：

(1)到达飞机对出发飞机有优先权：

(2)在任何瞬间只能有一架飞机占用跑道

(3)如随后到达飞机离跑道人口小于一个规定的距离时不能放行出发飞机；

(4)相继的出发飞机相距一个等于出发服务时间的最小时间间隔

可以作一个空间一时间图形来表示上述规则下混合运行的安排顺序，如图4所示。

在此图形中：Ti和Tj为前机i和后机j分别经过到达跑道人口的时间；δij为两架到达飞机之间的最小间隔；Tj为到达飞机脱离跑道的时间，Td为出发飞机开始其起飞滑跑的时间；δd为放行一架出发飞机时，到达飞机必须离开跑道的最小距

离；Td为相应于可以放行一架出发飞机的最后一瞬的时间；R 为一架到达飞机占用跑道的时间；G为可以放行出发飞机所需的服务时间。

由于到达飞机对出发飞机有优先权，到达飞机以最小间隔安排其顺序，除非在到达飞机之间有一个空档G，否则不能放行飞机，因此，可写成：

或者，在一对到达飞机之间要放行一架出发飞机，得：

通过这个方程式简单扩展一下，显然要在一对到达飞机之间执行H架出

发飞机，所需到达飞机之间的平均时间可以用下式表达：

应当注意，在一对到达飞机之间只插人一架出发飞机时，这个方程式的最后一项等于0，可以把误差项加到上列方程式中去，以考虑违反间隔规定的情况，即：

4.1.4 算例

假定某机场到达飞机的机型组合为：进近速度150nmile／h的飞机为

6O％：进近速度135 nmile／h飞机为20％；近进速度120nmile／h的飞机为20％。在进近空域中这些飞机之间的最小间距要求为3nmile共用进近航道长度为6nmile。只从进人口到跑道人口实施管制。

4.1.5 计算仅供着陆使用且不考虑位置误差的跑道容量根据公式

其中，当取值为0，由此，可求出各种隋况在跑道人口处的最小时间间隔，如表1所示。

出现在飞机组合中每种组台的概率Pij，如表2所示

4.1.6 计算仅供着陆使用并考虑位置误差的跑道容量

假定在前一例题中向跑道进近

的飞机有一个20s的位置误差(正态分布)，到达间距违反最小问隔规定的概率允许为5％，其跑道小时容量可按如下过程求出。

前面已求出不计误差的到达飞机之间的矩阵[Mij]，现在只需找出缓冲矩阵[Bij]

按违反间隔规定的概率为5％，q0可自统计表中查得为1．65。

根据下式

其中，当取值为0 可以求出表3中的数值。

将不计误差的矩阵[Mij]同缓冲矩阵[Bij]合在一起，得出在跑道入口处的到达飞机之间的实际时间间隔矩阵，如表4所示

4.1.7 计算混合运行跑道放行起飞飞机所需间隔

根据上述条件，并假设空档误差的标准偏差为30 S。违反可以放行出发飞机间隔规定的概率为10％、各不同等级进近速度为l50n mile／h，135n mile／h和120n mile／h的飞机占用跑道时间R分别为60 S，56 S和52 S。如果到达飞机距离跑道入口至少2n mile,可以放行一架飞机。

为了保证每两架到达飞机之间的最小间隔，如果到达飞机之间的实际间距为前面所计算的110．2 S，检查是否可在每一对到达飞机之间放行一架出发飞机。

对违反间隔的概率为0.10qr等于l.28，空档的误差

到达飞机飞行到跑道人口最后2n mile预期的时间值是：

，，因为只考虑一对到达飞机之间只要插进放行一架飞机，(n-1) E[Td]等于0，因此，E[Tij]>57.6+51.5+38.4=147.5 S

由于从前一例题得出的到达飞机之间的实际时间等于110.2 S，因此，在一对到达飞机之间不能放行出发飞机，除非到达飞机的间距增加到大于最小值。

4.2 航空器的尾流分类和最后进近速度对跑道的影响

在进近下降过程中，航空器产生的尾流影响是迫使进近航空器之间必须保持一个安全间隔的主要原因。根据国际标准，航空器的尾流等级可以分为轻型、中型和重型三类：最大起飞重量（MTOW）小于7吨为轻型；MTOW在7吨至136吨之间为中型；MTOW大于或等于136吨为重型。

计算机场跑道容量是，航空器在最后进近阶段的速度也是一个很重要的因素。通过对所在机场航空器进行分析，可以获得各类航空器在最后进近阶段的平均速度，如表8所示。由于中型航空器包含的范围较广，因此将中型机再划分为中型喷气飞机和中型螺旋桨飞机。

表8 各类航空器的最后进近的指示空速

指示空速\机型重型中型（喷气飞机）中型（螺旋桨飞机）轻型

最后进近速度nm 145 135 115 100

4.3 航空器之间的雷达管制间隔对跑道的影响

根据国际民航组织的雷达管制间隔标准，可以得到各类航空器在高度上应保持的最小水平间隔，同时依据航空器在最后进近阶段的平均速度，还可以计算出它们的最小着陆时间间隔，如表9所示。

表9 各类航空器之间雷达管制的距离和时间间隔

前机\后机重型中型（喷气飞机）中型（螺旋桨飞机）轻型

重型中型（喷气飞机）中型（螺旋桨飞机）轻型 6km/99s 5 km/74s 5 km/74s 5 km/74s 5/144s 3 km /80s 3 km /80s 3 km /80s 5

km /195s 3 km /122s 3 km /94s 3 km /94s 6 km /283s 5 km /236s 5 km /208s 3 km /108s

4.4 在机场允许的各类航空器的比例对跑道的影响

机场运行中各型航空器所占的比例也是影响机场容量的一个重要因素。因为，不同的航空器之间存在着不同的尾流间隔，而尾流间隔的大小有决定在单位时间内该机场跑道所能容纳航空器的数量。这里假设各型航空器所占的比例分别为：重型飞机20%、中型喷气飞机50%、中型螺旋桨飞机20%和轻型飞机10%。由此可以进一步计算出各型航空器在该机场起

飞或着陆时可能相遇的概率，如表10所列。

表10各类航空器在机场运行中的相遇概率

前机\后机重型中型（喷气飞机）中型（螺旋桨飞机）轻型

重型中型（喷气飞机）中型（螺旋桨飞机）轻型 4% 10% 4% 2% 10% 25% 10% 5% 4% 10% 4% 2% 2% 5% 2% 1%

4.5 助航设施对跑道的影响

容量分析主要用于判别现有设施是否满足运输需求，确定设施新建或扩建所需的规模。机场容量受到限制的主要因素是机场建造时布局的合理和机场辅助飞行活动的配套设施。机场内助航设施的等级高低直接影响着跑道的可利用率。一个安装有夜航设施的机场和一个没有安装有夜航设施的机场相比，安装有夜航设施的机场肯定比没有安装夜航设施的机场容量要大，因为在日落后没有安装夜航设施的机场是要关闭的，所以跑道助航设施的等级不同直接影响跑道的容量。如下表

夜航设施架次

有 1150

无 750

4.5.1 扩建或新建跑道

虽然机场的布局现在是无法改变的，这主要是在新建的机场先期规划中实施。但是机场不合理的布局或构形仍然可以通过扩建或者改建来完成。扩建现有机场设施是增加机场系统容量的另一重要措施，也是机场当局为适应航空需求的增长而普遍采用的一种方法。扩建现有机场设施包括了众多方面，例如扩建跑道系统、停机坪位、改进滑行道系统等飞行区的扩建以及为适应处理旅客设施的不足而扩建的航站楼或新建另一航站楼等等。扩建主要是根据机场系统的实际情况而进行，在进行机场系统的扩建时要考虑的最主要因素是扩建现有机场和新建机场，比较哪一种更经济、更有效。也就是要对两种方案做出合理的评价。当然在对方案评价时要考虑的因素很多，除了扩建时所用土地的获得，经济方面的考虑，还要考虑扩建对现有机场系统周围环境的影响，公众对此的反应等等。对于我国目前来说，扩建现有机场系统也是增加系统容量的最佳方法之一。过去我们已经建设了一系列机场，但随着经济的发展，现有机场系统已不能满足航空需求，扩建机场也就成为我们首要考虑的方案之一，据统计，我国在“八五”和“九五”期间，已扩建机场35 个。随着经济的发展，我们可能需要扩建更多的机场系统。计划在“九五”期间，还要扩建一批主要机场。其中，桂林新机场和太原机场改扩建工程已于1996年完成；去年已竣工投产贵阳、福州、南京、郑州、银川和徐州新机场; 竣工完成的还有合肥、呼和浩特和南宁机场改扩建工程。目前正在集中力量进行建设的有北京首都国际机场航站区扩建工程，对机场设施将提出新的要求，如A380高大的垂直尾翼（24米高，迄今已有的飞机最大为20米）可能会出现净空过渡面超高的情况；旅客登机桥也要考虑NLA（New Large Aircraft,即新型的大型运输机，如A380、超

音速客机等）舱门的高度；快速滑行道、联络道的增补面的形状也要与之相适应。另外，机场的扩建必将面临原有系统与新系统相互结合的问题，对此我们也要做好充分的准备，防止新旧系统不配套造成不必要的麻烦。

4.5.2 提高飞行辅助设施等级

在航空业中，人的因素占有很大的比重，对于一个机场来说，管制水平的高低对飞机的延误有时起着关键的作用。在我国各个机场的实际情况不同，有些航站存在着空管设备老化，可以使用效率不高的问题，这在一定程度上增加了指挥飞机的难度，因此改善导航设施，改进空管设备对提高机场系统的使用率显得大为重要。

4.5.2.1 在机场内增加一次或二次雷达辅助管制员指挥飞机，增加机场容量。比如在有雷达的机场同一时间一名管制员在进近的范围内可以指挥8架飞机，区域的范围内可以指挥12架飞机，相反的，没有雷达的情况下一名管制员同一时间内在进近范围内最多指挥6架，区域内最多8架，由此可以看出在设施先进的机场管制员比设施落后的机场多出6架飞机，相应的先进配套设施的机场的流通量就大于落后机场的流通量。

4.5.2.2 安装夜航设施，使机场全天运行，提高机场使用率，增加机场容量。

4.5.2.3 提高仪表着陆系统等级，降低飞行对天气的要求，减少因天气原因的延误或者返航。

5 跑道容量的改善和控制

在明确一个机场的跑道容量之后，空中交通管理部门还需要随时对该机场的容量进行监视和调控，以发挥出机场的最大效益。

航空器的尾流间隔是决定机场跑道容量大小的主要因素，因此，可以限制某些机型（例如小型机）在该机场的运行，就可以达到提高机场跑道运行容量的目的。例如：某机场跑道运行的重型机占21%、中型机占78%、轻型机占1%时，使用3至6海里间隔的机场容量为37架次/小时；如果该机场运行机型相同，都使用3海里间隔时的机场容量则为42架次/小时。

5.1 正确理解天气

气象因素也是影响机场跑道容量的一个主要原因。由于在低云低能见度情况下，使用无线电导航设施进近是存在着一些限制（比如ILS 信号的有效范围等），因此机场容量将有所减少。例如：一条跑道在没有无线电设施限制时，机场容量为37架次/小时；但II类和III类精密进近时，由于存在无线电设施的限制，机场容量减少20架次/小时。

另外，改善飞机在地面的交通，修建快速脱离道和滑行道，使地面交通流畅；合理规划跑道的使用；加强进、离场飞行的管理，完善空中交通管制手段等，都可以在一定程度上提高机场跑道的容量。

5.2 进场或离场的高峰架次统计

以西欧国家的飞行流量管理机构为例。他们通常根据飞行计划，通过计算机网络系统随时监视各机场单位时间内的流量。如果出现超过最大容量的情况，将由空中交通管制部门及时调整某些航班的预计起飞时间，以达到尽量避免航空器在空中等待或开车后在地面等待的时间，从而提高经济效益。

5.3 机场跑道容量的驾驭

为了更好的监控机场跑道的容量，空中交通管制部门应该根据所在机场的飞行实际，明确的例举出每天各时间段内的飞行特性和管制预案，从而最大限度的提高机场的运行流量。

5.4 合理安排航班时刻表

合理安排航班时刻表可以避免航空流量高峰时造成的大量航空器在空中盘旋等待，以及地面航空器大面积的积压，从而使单位流量平均分散到各个时刻，使航空器能以最快的速度完成过站等工作，提高航空器运行率，同时也可提高机场的总流量。

5.5 减少航空器尾流间隔限制

按照我国目前的间隔规定，所有航空器与前面航空器在五边上的间隔至少是2分钟，而欧美等航空发达国家实施雷达管制，五边上的间隔则被缩小至3海里。按照航空器正常的五边速度，间隔为1分l0秒。减少纵向间隔可以增加单位时间内着陆航空器数量，从而增加了到场跑道容量。但如果尾流间隔被减少，就必须建设快速脱离道，并高效地利用快速脱离道使占用跑道的时间减少至最低水平。

5.6 优化工作程序、细化工作分工

随着飞行流量的增加航空运输保障工作负荷越来越大，这就要求不断调整分工，同时在工作程序上尽量减少协调，以达到流水线的效果。为使工作程序更加合理和高效，可以充分利用现有的设备和人力资源，实现资源的优化配置。笔者所工作的空管部门，随着航空流量不断增加，首先将塔台管制分离成塔台管制与地面管制，而后又分离出专门的放行席位、计划席位，后又将地面管制分区域管制，以降低频率的拥挤及管制员的工作负荷，从而加大了保障能力，同时也增加了机场容量。

5.7 快速脱离道的使用

快速脱离道是为了便于航空器脱离跑道而设计的。跑道出口的设计和布局，直接影响航空器到场跑道的占用时间。对美国许多机场的统计结果显示，飞行员喜欢使用其速度允许的第一个快速脱离道。因此，建议增加对现有快速脱离道的有效使用，特别是在IFR条件下的纵向间隔减少的情况，需要对现有快速脱离道的使用情况重新进行评估。

5.8 合理安排进离场比例

空管人员合理安排进离场比与跑道利用率有很大关系。例如60分钟内如果只安排进场航空器或只安排离场航空器，在现行空中交通管制规则下，只考虑航空器对跑道的占用。以全是中型机为例，按照落地尾流间隔2分钟一架和起飞尾流间隔2分钟一架，一条跑道最多只能运行30架次，而现行空中交通管制规定落地航空器与起飞航空器无尾流间隔限制。根据实际情况，进场航空器落地后脱离需一定时间，考虑到进近航空器复飞与起飞航空器要有足够的安全间隔，如果按一架落地，一架起飞，一架落地1：1：1的比例安排，4分钟可安排3架航空器，6O分钟可安排45架次。容量是一个系统概念，只有不断改进机场容量，使容量与需求量一致，才会达到整个机场资源的充分利用，使航空为国民经济生产做出最大贡献。

结论

通过对影响跑道容量的管制员和跑道因素的分析研究，对现有的机场容量同预测的需求量相比较，提出了使跑道配套设施发挥最大作用的方法，减少了机场系统的压力，增加了机场跑道容量，从而加快机场流量。

感谢词

经过两个月的精心准备我的论文终于圆满完成，在此期间我十分感谢陈宽明老师在选题上的帮助，从毕业设计的选题、初稿的修改及最后的定稿，陈宽明老师均给予我很大的帮助，才使得我能按时完成论文，在此我以虔诚之心感陈宽明老师。此外，我向所有帮助过我的老师和同学表示衷心的感谢。

影响机场跑道容量因素分析

影响机场跑道容量因素分析 发表时间：2018-05-02T15:54:12.587Z 来源：《科技中国》2017年12期作者：徐莹 [导读] 摘要:跑道作为机场重要的组成系统，对其容量进行评估，确定容量出的上限，对机场跑道使用的安全以及如何合理更有效地利用跑道有着十分重要的意义。本文通过对影响跑道的重要因素：终端区流量、道面情况以及人的因素进行研究，以及对实际收集的资料进行分析，对其影响因素进行分析并提出合理优化措施，对跑道容量增加具有一定的现实意义。 摘要:跑道作为机场重要的组成系统，对其容量进行评估，确定容量出的上限，对机场跑道使用的安全以及如何合理更有效地利用跑道有着十分重要的意义。本文通过对影响跑道的重要因素：终端区流量、道面情况以及人的因素进行研究，以及对实际收集的资料进行分析，对其影响因素进行分析并提出合理优化措施，对跑道容量增加具有一定的现实意义。 关键词：跑道容量；跑道；人的因素 引言:要想解决好机场拥挤、延误增加等问题就必须先研究机场系统的容量。造成延误的原因一般是指机场系统缺乏容量，而机场系统容量的限制因素包括：跑道、滑行道、停机位，其中以跑道容量更为重要。要想解决延误等问题，机场跑道容量的增加是不可忽视的。但由于运输要求的变化和波动，实际上很难达到这一点。即使机场系统容量足够也可能因为其他原因而导致延误。因而，在运输需求量接近极限容量时，运输对象必然会因等待通过而出现延误。需求量越接近于极限容量，平均延误时间越大。延误造成经济损失，延误多少也反映了服务水平和服务质量。依据某个可接受的服务水平，也即某个相应的可容许的平均延误时间所确定的容量，称做实际容量。 一影响容量的因素 影响机场小时容量的因素很多，其中有些因素比别的因素更为重要。一般来说，容量取决于机场跑道容量，终端区空域容量和机场系统容量。最重要的因素列举如下： （1）跑道体系的构形、条数、间距和方位； （2）滑行道和跑道出口的构形、数目及其位置； （3）停机区里门位的安排、大小和数目； （4）到达飞机和出发飞机占用跑道的时间； （5）使用设施的飞机的大小和机种组合； （6）天气情况，特别是能见度和云幕高，因为好天气和坏天气的空中交通规则是不同的； （7）风的情况，它可能妨碍所有飞机对现在全部跑道的使用； （8）消减噪声的程序，它可能限制现有跑道运行的类别和时间的选择； （9）在风和消减噪声的限制下，管制员选择运行跑道体系的策略； （10）到达飞机架次相对于出发飞机架次的情况 （11）通过航空飞机连续起飞的频繁次数； （12）尾流涡流的存在及其发生的频繁程度，当轻型飞机跟随重型飞机时比重型飞机跟随轻型飞机时需要有更大的间隔； （13）助航设备的设置和性质； （14）为建立到达和出港航路所具备的空域及其结构； （15）空中交通管制设施的性质和范围。 随着我国国民经济持续快速的增长，我国的空中交通流量也高速增长，机场容量作为机场中最容易形成瓶颈的子系统往往决定了整个空中交通容量水平。机场容量的优化在我国也显得尤为重要。 1.1雷达间隔和尾流间隔对跑道容量的影响 机队中各类飞机的组成比例不同，会影响到其平均水平间隔距离和平均速度，从而影响到跑道容量。有些繁忙机场的机场容量本来就很有限，再加上机型不单一，就会影响到机场系统的容量，因此在繁忙机场限制进入机场的航空器类型就显得由为重要。同时进离场航空器还存在雷达间隔和尾流间隔的影响。航空器常生活额承受尾流的强度，随航空器重量的增大而增大，管制员根据不同机型配备安全的尾流间隔，避免后方航空器因受到前方航空器的尾流影响而发生事故。 1.2 人的因素 1.2.1人本身的因素 在航空运行复杂系统中，人始终是核心组成部分。人的能力以及其局限性是主管存在并受客观因素的影响。在对事故进行人为因素分析时，首先应当考虑的因素就是人自身的特征和技能。人的能力以及各种限制因素将对机组人员、航空器维修人员和空中交通管制人员等的工作表现产生直接的影响。 1.2.3人的能力 人的能力包括人的身体、生理和心理方面的能力。运行系统中人员的能力总是有一定的局限性，当超出人能力限度的时候，便可能造成事故症候，而吐过这些书谷症候多次重复，就会导致事故发生。在人为因素分析中，需要考虑人的能力方面的因素有人的基本身体条件，视觉、听觉、嗅觉、味觉等感光方面给的能力以及感知力、注意力、记忆力、情景意识、决策等信息处理方面的能力等。 1.2.4人的能力的限制因素 制约人的能力及表现的因素有很多，这里主要考虑的是个人带入工作中的因素，主要包括健康状况、疲劳、压力、生理节奏、不当动机等。疲劳是操作者技能衰退、能力下降并伴有疲倦感的一种胜利状态，如果从业人员长时间疲劳得不到回顾，将会出现意识缺失、运动技能下降、反应速度减慢、短时记忆障碍灯以及注意力管状集中等一系列问题，显著降低人的能力和工作效率，增加出现差错和事故的可能性。1992年7月13日，一架雅克飞机在起飞过程中冲出跑道，造成机上人遇难的惨剧，尽管机组未落实检查单讲配平调在起飞位是此次事故的直接原因，单进一步调查表明，该机组已经连续飞行数个工作日，严重缺乏睡眠，生理机能出现过度疲劳。 1.3跑道自身对跑道容量的影响因素 跑道容量的大小直接决定着机场容量的大小，运输体系的有效性一般是以其有效地处理所运输的单元的能力来衡量的。由于机场系统容量的性能有赖于该体系的各个组成部分，因而通过有必要对这些组成部分做出评价，以确定体系的能力。在体系的使用要求有顺序地利

新技术下的大型机场跑道容量的评估和提升

新技术下的大型机场跑道容量的评估和提升 发表时间：2019-07-05T10:52:43.790Z 来源：《基层建设》2019年第11期作者：黄翔1 王建中2 葛林1 [导读] 摘要：跑道是机场的主要设施，跑道容量是机场容量的主要决定因素。 1.旭鹏设计咨询（上海）有限公司 2.Strategic Planning Service，Inc. 摘要：跑道是机场的主要设施，跑道容量是机场容量的主要决定因素。随着航空业务量的增长，我国多数大型机场和干线机场都在增建或计划增建跑道，以缓解日趋紧张的运量压力。研究机场多跑道容量，特别是新技术下平行跑道容量对于指导我国未来机场建设具有重要的意义。本文从现有运行条件下典型机场平行跑道容量评估出发，探讨多起飞角度下跑道容量的提升，并建议积极采用多种先进空管运行程序和技术，以应对日益增长的容量要求。 关键词：跑道构型、跑道容量、独立进近、导航技术 随着航空业务量的迅猛增长，我国各主要民用机场面临着重大的发展机遇和挑战。跑道容量是决定机场发展或者说机场容量的重要因素，科学合理的规划跑道布局，是在高效率满足发展需求条件下实现土地经济性和机场发展可持续性的关键。在国内，当北京首都国际机场和上海浦东国际机场率先具备三组独立进近跑道条件后，我国越来越多的大型机场为保障未来发展的需求，纷纷规划将三组独立进近跑道作为远期跑道构型。一些新建机场的总体规划甚至预留未来四组独立进近跑道的可能性，如北京新机场和成都天府国际机场等。如何基于现有运行方式，展望新技术应用和吸取国外先进经验，进行不同发展阶段跑道容量的科学合理评估和提升是进行机场扩建时的重要课题。本文首先应用蒙特卡罗运算方法基于现有运行条件下对具有两组和三组独立进近跑道构型的典型机场进行容量评估，探讨多起飞角度下跑道容量的提升，并建议积极使用有助于机场容量和运行效率提升的各种先进空管运行程序和技术。 一、独立进近跑道运行的有关规定 关于两条平行跑道运行规则，参照《平行跑道同时仪表运行管理规定》（中国民用航空总局令第123号，2004）： ? 两条平行跑道中心线的间距不小于1035米时，允许航空器按照独立平行仪表进近的模式运行。 ? 两条平行跑道中心线的间距不小于915米时，允许航空器按照相关平行仪表进近的模式运行。 ? 两条平行跑道中心线的间距不小于760米时，允许航空器按照隔离平行运行的模式运行。 ? 两条平行跑道中心线的间距不小于760米时，允许航空器按照独立平行离场的模式运行。 关于三组独立进近跑道的运行规则，目前美国联邦航空管理局（Federal Aviation Administration，FAA）在机场设计咨询通告（AC 150/5300-13A）中对仪表飞行规则（Instrument Flight Rules，IFR）下平行跑道间距的规定是，一般情况下在机场海拔低于305米，机场跑道间距在大于1525米的情况下才能实施三跑道独立进近；FAA仍在研究当机场海拔高于（或等于）305米或跑道间距少于1525米的跑道运行情况。 国际民航组织（International Civil Aviation Organization，ICAO）在机场设计手册（ICAO DOC 9157）中只有两跑道独立进近规则。前述中国民用航空局的规定与国际民航组织相同。 二、基于蒙特卡罗运算方法的单一跑道最大离场和到场容量评估 在现有运行条件下，采用以下的前后飞机最小间距要求进行跑道离场和到场容量评估： ? 同一条跑道上起飞间隔：2分钟，前机为重型机则为3分钟； ? 同一条跑道上降落间隔：进场飞机间采用标准ICAO/CAAC尾流间隔（见下表1）； ? 同一条跑道起降运行：前序到底飞机脱离跑道后、后序到达飞机距离跑道端4公里之前，离场飞机可以起飞滑跑。表1 飞机进离场最小间距要求 使用时间-距离（Time-Space）分析方法，可以计算出单一跑道最大离场/到场容量（见下图1）： 图1 飞机间距时间-距离分析示意

跑道容量浅析

【题名】跑道容量浅析 【作者】董永丽 【分类号】V351 【关键词】机场，跑道容量，跑道 【文摘】本文通过对影响跑道容量的重要因素跑道、管制人员、终端管制区的研究，通过实际收集的资料举例及建立跑道容量模型，对跑道容量的影响因素进行量化分析并进行优化，提出了合理优化措施，使跑道容量增加。 【正文】引言 在航空运输中，由于航空运输服务需求量的空前增长，使得各种保障设施已不能充分适应这种发展速度。以至于在许多航空旅程中，由于时间延误过长而使飞机在快速特性方面的优点被大大地削弱了。这种情况愈演愈烈，航空运输体系的各单元承受着超出其设计能力的压力，造成各个机场的服务质量明显下降。为了准确地确定机场和航空体系各组成部分在处理需求量方面的能力，准确地指出在这些体系中存在的不足，必须开展对容量及其限制因素的研究工作。 研究容量的一个主要目的是要确定增加机场容量的作用好、效率高的办法。容量的改善和提高的方法：增加跑道系统容量，空域及进离场程序设计，高峰时间管理，技术措施和运行效率提高。一般看来，改善机场系统的途径就是新建或扩建机场，但是，新机场的建设需要巨大的投资、要占用大量的土地，对周围社会环境有着广泛而深远的影响，因此机场的新建或扩建要受到其他许多因素的制约，不可能靠无限制的新建或扩建机场来满足无限的航空需求。其次，造成机场容量不足的原因是多方面的，除了航空需求的急剧增长外，还存在着其他方面的原因。在我国航空运输实行政企分开的体制改革以后，各航空运输企业--航空公司（包括国外航空公司）为了实现本企业的最大经济效益，都希望在机场争取有最好的航班时刻，追求企业的最大经济效益，因此，形成了在某些时段机场人满为患、拥挤不堪，而其他时段机场又处于空闲状态，造成机场的人为紧张。再次，航空运输处于交通运输大系统中，与其他交通运输方式有着非常密切的联系，其他运输方式对机场的紧张状况也有着重大的影响，另外，许多机场还存在着运行效率不高等问题。由此可见，造成机场系统不能满足航空需求的原因是多方面的。因此，机场系统的改善对策需要采用多种方法，进行多方面的研究，提高机场系统的容量，使现有机场系统尽量满足航空业的迅速发展。 正文 改善机场系统的途径就是新建或扩建机场，但是，新机场的建设需要巨大的投资、要占用大量的土地，对周围社会环境有着广泛而深远的影响，因此机场的新建或扩建要受到其他许多因素的制约，不可能靠无限制的新建或扩建机场来满足无限的航空需求。就我国现在的状况来看，东部地区的北京、上海、广州等的飞行流量几乎都要达到了设计容量，而在

新技术下的大型机场跑道容量的评估和提升

新技术下的大型机场跑道容量的评估和提升 摘要：跑道是机场的主要设施，跑道容量是机场容量的主要决定因素。随着航空业务量的增长，我国多数大型机场和干线机场都在增建或计划增建跑道，以缓解日趋紧张的运量压力。研究机场多跑道容量，特别是新技术下平行跑道容量对于指导我国未来机场建设具有重要的意义。本文从现有运行条件下典型机场平行跑道容量评估出发，探讨多起飞角度下跑道容量的提升，并建议积极采用多种先进空管运行程序和技术，以应对日益增长的容量要求。 关键词：跑道构型、跑道容量、独立进近、导航技术 随着航空业务量的迅猛增长，我国各主要民用机场面临着重大的发展机遇和挑战。跑道容量是决定机场发展或者说机场容量的重要因素，科学合理的规划跑道布局，是在高效率满足发展需求条件下实现土地经济性和机场发展可持续性的关键。在国内，当北京首都国际机场和上海浦东国际机场率先具备三组独立进近跑道条件后，我国越来越多的大型机场为保障未来发展的需求，纷纷规划将三组独立进近跑道作为远期跑道构型。一些新建机场的总体规划甚至预留未来四组独立进近跑道的可能性，如北京新机场和成都天府国际机场等。 如何基于现有运行方式，展望新技术应用和吸取国外先进经验，进行不同发展阶段跑道容量的科学合理评估和提升是进行机场扩建时的重要课题。本文首先应用蒙特卡罗运算方法基于现有运行条件下对具有两组和三组独立进近跑道构型的典型机场进行容量评估，探讨多起飞角度下跑道容量的提升，并建议积极使用有助于机场容量和运行效率提升的各种先进空管运行程序和技术。 一、独立进近跑道运行的有关规定 关于两条平行跑道运行规则，参照《平行跑道同时仪表运行管理规定》（中国民用航空总局令第123号，2004）： ?两条平行跑道中心线的间距不小于1035米时，允许航空器按照独立平行仪表进近的模式运行。 ?两条平行跑道中心线的间距不小于915米时，允许航空器按照相关平行仪表进近的模式运行。 ?两条平行跑道中心线的间距不小于760米时，允许航空器按照隔离平行运行的模式运行。 ?两条平行跑道中心线的间距不小于760米时，允许航空器按照独立平行离场的模式运行。 关于三组独立进近跑道的运行规则，目前美国联邦航空管理局（Federal Aviation Administration，FAA）在机场设计咨询通告（AC 150/5300-13A）中对仪表飞行规则（Instrument Flight Rules，IFR）下平行跑道间距的规定是，一般情况下在机场海拔低于305米，机场跑道间距在大于1525米的情况下才能实施三跑道独立进近；FAA仍在研究当机场海拔高于（或等于）305米或跑道间距少于1525米的跑道运行情况。 国际民航组织（International Civil Aviation Organization，ICAO）在机场设计手册（ICAO DOC 9157）中只有两跑道独立进近规则。前述中国民用航空局的规定与国际民航组织相同。 二、基于蒙特卡罗运算方法的单一跑道最大离场和到场容量评估 在现有运行条件下，采用以下的前后飞机最小间距要求进行跑道离场和到场容量评估：

机场平行跑道容量评估模型研究

机场平行跑道容量评估模型研究 机场平行跑道容量评估模型研究 摘 要：为改善机场的地面运行效率，使航班的延误率降低，对机场地面的容量研究是目前最有效的方法。在跑道容量评估中，跑道容量的影响因素对整个机场的运行效率起着至关重要的作用，它对跑道容量的评估起着至关重要的作用。本文在考虑了跑道穿越的情况下对四种构型的平行跑道容量进行了建模分析。 下载 关键词：空中交通；平行跑道；跑道穿越 一、引言 空中交通运输网络是由航路、航线和机场组成，如果飞行流量增大到一定程度，则容易产生空中交通拥挤和堵塞，导致航班延误。随着我国经济的发展和航空技术的进步，我国航空运输业也取得了较快发展，航空运输的地位在我国的交通运输体系中已经占据了越来越重要的地位。但是随着航空运输需求的增大，飞行流量的迅速增加，作为航空运输网络节点的机场受容量的限制导致大量航班延误的问题逐渐突出、机场承载的压力也越来越大。机场作为整个空中交通的中心场所，必须得到科学合理的规划。因此，本文通过建立平行跑道的相关数学模型，通过定性和

定量相结合的分析方法，对典型的几种平行跑道容量进行研究，为机场今后对跑道进行规划和建设提供了可靠的理论依据。 一、跑道容量影响因素 跑道容量是指在给定时间段内跑道体系处理飞机架数的最大能力，即当有连续服务要求时，在单位时间间隔内一个跑道体系所能容纳的最大飞行航班架次。通过查阅文献和相关资料可知影响跑道容量的因素主要有如下几点： 第一，监视设备、导航、辅助着陆系统。 第二，终端区空域规划、进离场程序。 第三，跑道占用规则以及管制员的管制策略。 第四，跑到数量和长度、跑道配置、跑道运行方式。 第五，气象条（如能见度、降水量、风向和风速等）、噪声限制和飞行规则。 第六，起飞流和到达流所占的百分比、跑道上的机队组成。 第七，不同类型飞机最后进近路线长度、以及进近速度。 二、常用的跑道容量评估模型 我们知道，机场的运行效率主要体现在飞机起降的数量，即跑道的容量，它是提高机场运行效率的关键因素。常用的机场跑道容量评估模型有3种： 其一，基于历史数据的统计分析方法。此法利用机场目前的运行现状搜集相关数据，再对数据进行整理分析，从而计算出机场跑道的容量，最初的跑道容量分析大多采用此法，其缺点是没