关于机场航班时刻优化的跑道容量评估

关于机场航班时刻优化的跑道容量评估

詹道越

中国民用航空三亚空中交通管理站  海南三亚 572000

摘要：随着社会经济的发展，我国航空运输行业快速发展，尽管为居民出行便利提供了有力支持，但飞机大量增多也带来了机位占用冲突，使得机场资源变得短缺。本文重点阐述机场航空容量评估的计算机仿真方法，目的是改善空域资源与交通流量关系不对等问题，对提高机场整体运行效率与服务水平具有积极影响。民航事业的蓬勃发展导致了行业对飞行员的需求量日益增加。在这种大环境下，应当加强训练量和训练练压力，保证训练质量和飞行安全的前提下，有效地缓解机场容量和交通流量显得格外重要。在影响机场容量水平及运行能力的诸多因素中，跑道容量往往起到关键决定性的作用。

关键词:机场航班；时刻优化；跑道容量评估

  机场容量在特定时间段中，机场能够容纳航空器运行的最大频次。机场航空容量会影响到航空运输行业发展，应当不断优化并扩大机场航空容量，提高机场服务水平，航空运输企业应当重视机场航空容量评估工作，采取科学有效的评估方法开展工作，保证评估结果的准确性和可靠性。本文针对机场航班时刻优化的跑道容量评估进行了探究。

一、机场航空容量概述

1.基本含义

  机场容量是指在一定时间内，机场能够处理的飞机运行架次数，也可以指在一定时间内。机场可以接纳的旅客吞吐量。机场航空容量主要有极限容量、实际容量，当机场处于连续服务状态时，可以在规定时间内容纳的最多飞机架次数。在机场在正常状态下的规定时间内，能够处理的飞机运行架次数。通常规定时间内是指时间间隔1小时，因为极限容量是指飞机运行高峰时机场的处理能力，也会大于实际容量，因此在机场航空容量评估工作中有很强的应用性。

2.容量指标

  现阶段，我国航空企业在对机场航空容量进行评估时，需要在一定的时间内，并在允许航班延误水平的前提下，机场能够提供服务的最大飞机数量被称为运行容量，主要可以评估机场的日常航空服务能力。另外最大容量是指给定时间内，在不考虑航班延误情况的前提下，机场能够服务的飞机数量，打哈勃机场的极限航空服务能力。一般可以把航班时刻表每小时所能安排的最大航班数量作为航班时刻安排容量，从而反映出机场满足航空综合需求、空中管制要求等的保障能力。

二、机场航班时刻优化的跑道容量评估介绍

1.跑道容量评估

  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，考虑可变影响，跑道在单位时间内能提供的航空器起降服务架次。本文主要对新津机场的跑道容量进行评估，目的在于为新津机场的飞行训练提出优化建议。基于数学模型的评估方法可操作性和适用性强，可以对机场进行宏观上的分析，也非常适用于新津机场单跑道运行，没有航班，飞行任务不复杂，飞行机型种类较少等条件。所以本文采用了基于时空分析数学模型的单跑道容量模型来进行分析。

2.单跑道降落容量模型

  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，再用给定的时间段值与其相除，如1小时，即可得到在该时间段内机场的最大容量。两航空器最小距离间隔出现在进近口而不是跑道入口处，在进近空域中A机的速度为80kt，B机的速度为90kt，飞机之间的最小间隔为2nm，共用进近航道长度为5nm。在不考虑飞机的位置误差的情况下，通过前后机的速度，飞机之间的最小间隔，共用进近航道长度得到航空器的跑道入口处的最小时间间隔，引入各种机型组合的概率，得出了机场的降落最大容量为在一个小时内降落41架飞机。1单跑道起飞容量模型，根据国际民航组织ICAO关于起飞航空器之间应保持的尾流间隔标准规定：在使用同一跑道的情况下，前后起飞离场的航空为中型机和轻型机，其非雷达间隔的尾流间隔不得少于2分钟。所以对单跑道机场起飞时的最大容量为60÷2=30架/小时。1.2.3单跑道起飞/降落混合容量模型，在己求得的降落航空器跑道容量和起飞航空器跑道容量的情况下，由于跑道容量为起飞容量与降落容量之和，所以在假设航空器起飞/降落比例为1：1的情况下，采用在不考虑位置误差下的降落容量41架/小时以及符合尾流间隔的起飞容量30架/小时，然后分别与他们的比例相乘之后进行求和，得到新津机场的跑道最大容量为在一个小时之内能起降35架飞机。

三、评估机场航空容量的计算机仿真方法

1.基本原理

  利用计算机仿真方法对机场航空容量进行分析，需要先深入调研涉及到的各大系统的运行模式，结合实际情况构建模型，通过发挥模拟优势对假想情境进行预测，有利于增强机场管理方案的科学性，为提高服务水平与增大航空容量奠定基础。计算机仿真评估方法属于描述性技术，将影响机场航空容量的各项参数导入模型，若是原始参数发生变化，模型内的参数也会随之改变，有利于航空企业预测未来、优化机场资源，由于模型基于真实数据进行假设分析，所以评估结果与真实情况具有较强的一致性。

2.仿真建模

  数学界的建模是在给定初始条件和参数值的前提下，通过建立求解数学模型分析过程，利用数学表达式反映结果。计算机仿真建模以数学建模为基础，不过有一定的特殊性，因此不可以被完全应用，应当优化数学模型，连接计算机仿真模型和机场航空容量。从而生成实效性与代表性强的情境样本，在保证仿真质量与速度处于最佳平衡状态的前提下，推演各种未来可能会发生的现象，由于计算量是比较大的，所以对模型计算能力要求较高。计算机仿真有更宽泛的概念，需要从模拟用户处获取仿真数据，无法自动生成模拟数据，能够通过计算机表达构建模型来模拟生成输入数据。如果要增强计算机仿真评估方法的真实性，就应当加强计算机仿真模型的有效性，并且检验模型的仿真能力，如果评估结果不可复制，就说明模型的实用性较差，而且参与仿真模型构建部分过多，从而形成随机仿真，也会导致评估结果与实际情况不一致。航空企业在构建计算机仿真评估模型的过程中，必须结合实际情况选择不同标准，从而构建有针对性的模型，减少人为因素的影响，提高仿真评估结果的精确程度。

3.应用优势

  在机场航空容量评估过程中，利用计算机仿真方法，可以有更加科学的数量指标和定量分析结果，能够为机场解决不合理的资源配置问题，也可以帮助解决机位占用冲突问题。在应用计算机仿真方法评估机场航空容量的过程中，能够不过多考虑随机因素，也不需要去引入过多假设，和数学模型相比之下会比较容易操作，能够解决复杂问题。计算机仿真模型需要首先调查目标运作机制，如果能够充分发挥计算机仿真评估方法的优势，就需要分析多层次对机场航空容量，从而结合不同影响因素之间的关系得到不同的评估结果，也可以优化机场资源配置方案，并且调整程序系统运行。

结束语:

  综上所述，关于机场航班时刻优化的跑道容量评估，可以采用时空分析法的单跑道容量模型进行跑道容量评估，得出机场的降落容量和起飞容量以及跑道最大容量。在实际过程中，每天使用固定翼飞机的架次会受空域限制以及天气影响。并且随着国家对通航发展的大力支持，未来直升机的训练量也会加大、训练科目变得丰富，会更多的参与到固定翼的训练科目中来。本文对机场跑道容量只进行了粗略的评估计算，评估时只考虑了部分影响因素。而机场跑道容量是一个在多因素影响下的变量，它的数值并不是固定不变的。目前，基于仿真的计算机软件模拟方法在机场跑道运行评估研究中己得到广泛的接受和应用。所以未来对跑道容量的评估会越来越精确。

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