機場容量大致由三個要素所決定,一是跑道數(shù)量及構型,二是航站樓規(guī)模和機位數(shù),三是空域條件,任一要素都有可能成為容量的瓶頸,這里只討論跑道數(shù)量及構型對容量的影響。 一、計算跑道容量涉及的規(guī)則及參數(shù) 1、發(fā)布落地許可時,跑道是干凈的。 2、最晚在航空器距跑道入口4公里前給予落地許可。 3、進近雷達管制間隔為6公里。 4、雷達管制尾流間隔最低標準:重-重4海里,重-中5海里,重-輕6海里,中-輕5海里。 5、平均尾流間隔:濟南遙墻機場總規(guī)中,近期目標年重型機和中型機所占比例分別取20%和80%,輕型機數(shù)量忽略不計。計算出的平均最小雷達尾流間隔為(注:算法引用自濟南遙墻機場總規(guī)): 表5.3.2-1 平均雷達尾流間隔計算表
機型比例的差異會對平均尾流間隔產(chǎn)生影響,即使重中比為4:6時,平均尾流間隔為3.64海里,因此一般來講,平均尾流間隔不會大于4海里。 6、起飛航空器平均占用跑道時間50秒。 7、落地航空器平均占用跑道時間為40 秒。 8、航空器最后進近速度按平均145 海里/小時計算。 9、起飛航空器離地速度按平均140 海里/小時計算。 (注:上述4個參數(shù)均引用自濟南遙墻機場總規(guī)) 10、管制員指揮航空器切入航道時的速度為170海里/小時。 二、單跑道混合運行的容量 1、計算方法一(濟南總規(guī)的計算方法) S=Z+V*(T1+T2) Q=V/S*2 Q=V/S×2 S=Z+V×(T1+T2)=4/1.852+145×(40+50)/3600=5.81海里 Q=V/S×2=145÷5.81×2=50架次/小時 注:S:以最后進近速度計算,滿足加入一架起飛航空器,降落航空器之間所需的最小間隔;Z:距跑道入口4公里;V:航空器平均最后進近速度;T1落地航空器平均占用跑道時間;T2:起飛航空器平均占用跑道時間。 2、計算方法二(經(jīng)驗值) 按經(jīng)驗通常落地間隔6海里以上就可加一架起飛,雷達管制通常指揮飛機以每小時170海里切入航向道,假設用較大的7海里安排落地飛機間隔,則小時容量為: Q=V/S×2=170÷7×2=48.5 架次/小時。當起飛航空器離地,降落航空器距跑道入口距離: Z=(S/V1-T1-T2)V2=(7/170-40/3600-50/3600)×145=2.35海里,大于2海里的要求,說明7海里的間隔可以進一步減小,小時架次和方法一應該基本一致,約50架次。 3、方法一計算出來的間隔和方法二采用的間隔均大于進近雷達管制間隔和平均尾流間隔,因此結論可行。從理論上來講,容量還有提升的空間,一是合理的跑滑系統(tǒng),加上相關人員技術的提升和空地配合的更加默契,進一步縮小航空器占用跑道時間。二是調(diào)整相關規(guī)定,比如管制員判斷,當降落航空器距跑道入口1海里以上時,跑道上的航空器能夠脫離或起飛,則允許管制員提前發(fā)布落地指令。 4、理論容量和可用容量的關系。如果將理論容量作為安排航班計劃的依據(jù),那么有一點點的擾動,就將產(chǎn)生大量延誤,考慮到運行品質(zhì)的要求,一般情況下,單跑道混合運行的可用容量按理論容量的70-80%計算,即35-40架次/小時。 三、跑道組的容量 使用《民用航空空中交通管理規(guī)則》(交通運輸部令2017年第30號),第二百五十四條,前后起飛離場或者前后進近的航空器尾流間隔標準。 1、一條跑道單起容量。 Q=V/S 注:V-平均起飛離地速度;S:平均尾流間隔 Q=V/S=140/3.36=41架次(重中比2:8時) Q=V/S=140/3.64=38架次(重中比4:6時) 即使采用重中比2:8時的平均尾流間隔,3.36×1.852=6.2,也大于6公里的進近雷達管制間隔,結論滿足相關要求。 2、一條跑道單降容量 1)方法一 S= Z+V*T1=4/1.852+145×(40/3600)=3.77海里 Q=V/S=145/3.77=38架次 注:S:以最后進近速度計算,跟進降落航空器之間所需的最小間隔;Z:距跑道入口4公里;V:航空器平均最后進近速度;T1落地航空器平均占用跑道時間。 跟進間隔3.77×1.852=6.98,大于6公里的進近雷達管制間隔,3.77海里也大于重中比2:8和4:6時的平均尾流間隔,結論滿足相關要求。 2)方法二 S/V1-T1=Z/V2 S=V1(Z/V2+T1)=170(4/1.852/145+40/3600)=4.42海里 Q=V1/S=170/4.42=38架次 注:S:以管制員指揮航空器切入航向道速度計算,跟進降落航空器之間所需的最小間隔;Z:距跑道入口4公里;V1:管制員指揮航空器切入航向道速度;V2:航空器平均最后進近速度;T1落地航空器平均占用跑道時間。 降落航空器4.42海里的跟進間隔大于平均尾流間隔和進近雷達管制間隔,結論滿足相關要求。 3)因為使用的間隔均大于平均尾流間隔和進近雷達管制間隔,因此從理論上來講,容量還有提升的空間。可以調(diào)整相關規(guī)定,如管制員判斷,當降落航空器距跑道入口1海里以上時,跑道上的航空器能夠脫離或起飛,則允許管制員提前發(fā)布落地指令。 3、跑道組容量計算 1)近距跑道 Q=2Qmin=2×38=76架次/小時 2)中距跑道 Q=Q1+Q2 注:Q1:起飛跑道容量;Q2:降落跑道容量 Q=41+38=79 注:機型重中比2:8時的容量 Q=38+38=76 注:機型重中比4:6時的容量 3)同樣基于運行品質(zhì)的要求,鑒于跑道是單起、單降,跑道本身的波動要比單跑道混合運行的波動要小,因此,無論近距還是中距跑道,運行的可用容量按理論容量的80-90%計算,即60-68架次/小時。 4)近距跑道的運行特點是需要管制員為起飛和降落航空器配備間隔。中距跑道可以實施隔離運行和獨立離場,運行具有一定的靈活性,且管制員工作負荷較輕。另外,由于中距跑道可以實施隔離運行,起飛間隔和落地間隔互不影響,實際運行容量可能要略大于近距跑道。但在4條跑道以上的機場,中距跑道隔離運行和獨立離場基本不能實施,所以其具有的優(yōu)勢也不復存在。 四、跑道數(shù)量、構型和容量 以上的容量計算,都是按照目前國內(nèi)的相關規(guī)則進行計算的,所以建議如下:
前面提出未來容量仍有提升的空間,而所要采取的建議辦法,也是目前國際上部分國家已經(jīng)使用的辦法。 五、建議 再次說明,本文僅就跑道構型,并結合目前的相關規(guī)則而計算,假設空域能夠滿足跑道構型所有的運行方式,且空域容量大于跑道容量。目前,在我國由于空域條件的制約,跑道遠沒有發(fā)揮出其應有的能力,實際運行量遠小于跑道構型所能提供的容量。 1、歡迎大家對本文的計算進行質(zhì)疑、批駁,更歡迎建設性的建議,希望和大家一起繼續(xù)討論,將跑道構型與容量問題研究得更清楚一些。 2、歡迎大家就空域問題提出建設性意見和建議,為下一步討論空域問題創(chuàng)造條件。 3、雷達管制間隔放飛問題。由于起飛是從靜止或小速度開始,沒有直觀的距離間隔,因此建議將放飛的雷達間隔轉化為時間間隔掌握。尾流間隔大于6公里進近雷達管制間隔的,按尾流間隔放飛。具體如下:
T=S/V 注:T-放飛間隔;S-尾流間隔或雷達間隔;V-航空器平均離地速度。 最后補充說明,本次容量計算和分析,由于A380和輕型機占比很小,對容量的影響有限,故未納入計算。 |
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