機場多跑道系統規劃及構型選擇探究

陳　嘉

(上海華東民航飛行程序設計研究院，上?！?00335)

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機場多跑道系統規劃及構型選擇探究

陳嘉

(上海華東民航飛行程序設計研究院，上海200335)

論述了機場多跑道規劃建設的必要性，從運行角度，分析了一場模式和兩場模式下不同跑道構型的優缺點，并闡述了跑道構型選擇時需考慮的因素，為機場跑道規劃建設提供了思路。

機場，多跑道系統，跑道構型，規劃建設

0　引言

隨著我國民航事業的快速發展和民眾對于航空需求的不斷提高，以及土地成本的日益提高，國內一些區域性樞紐機場或干線機場紛紛規劃建設多條跑道或為未來多跑道建設預留用地，多跑道機場的建設漸漸成為民航新一輪發展的趨勢。然而，國內多跑道機場的建設往往片面追求規模，忽視了多跑道給實際運行帶來的困難以及導致跑道利用率低下等問題。本文從多跑道機場建設規模和構型選擇角度分析多跑道機場建設中需要注意的一些問題，為我國城市機場多跑道規劃提供參考思路。

1　機場多跑道規劃建設的必要性

從城市的發展需求和土地成本角度看，隨著航空業務量的快速增長，大型城市進行適度超前的建設多條跑道或為其預留用地是必要的。隨著人民生活水平的提高和經濟發展的需要，航空旅游運輸業發展迅猛，機場對周邊經濟的帶動使周邊城市發展加快，導致土地資源日益減少，土地成本增加。一旦出現機場業務量超出其所能承受的極限，由于機場預留用地不足，無法新增跑道的情況，機場將不得不采取搬遷或新建措施予以應對，其產生的建設費用和需要的人力物力將是巨大的。

如早期的美國亞特蘭大機場，20世紀70年代該機場規劃目標為5 500萬人次，4條平行跑道。進入21世紀后，其航空業務量很快超出了原有規劃，第五跑道的建設迫在眉睫(見圖1)。由于早期規劃缺少對第五跑道的土地規劃控制，第五跑道建設時遇上跨國家級高速公路，建設周期長達5年，資金總投入達12億美元，被稱為美國史上最昂貴的跑道。

可見，適度超前建設多條跑道或為多跑道預留用地是十分必要的，但建設規模、跑道數量和構型選擇均需根據準確的業務量預測數據、城市發展情況和當地氣象條件綜合考慮后決定。

2　跑道構型選擇

跑道構型的選擇對機場實際運行、跑道利用率、運行容量和用地規模起著決定性作用。對于一個城市來說，跑道構型的選擇或者說多跑道的規劃建設不應拘泥于一個機場，根據城市發展需要和功能分類的不同也可考慮鄰近兩場多跑道系統。本文從運行角度分析一場和兩場情況下不同跑道構型的優缺點以及構型選擇需考慮的因素。

2.1一場模式

一場多跑道模式是當下國內大型機場采用最普遍的多跑道建設方式，其跑道構型主要包括平行跑道模式、交叉跑道模式和側向跑道模式三種(混合跑道構型國內尚無)。

2.1.1平行跑道模式

平行跑道具有容量大、效率高、跑道間相互影響小、易于管理等優點，是目前新建或改擴建機場最為常用的一種構型。平行跑道構型的典型機場國內有上海浦東國際機場(見圖2)，國外有美國亞特蘭大機場(見圖3)等。

目前正在運行的平行跑道數量最多的機場為美國亞特蘭大機場，共5條平行跑道，形成3組遠距平行跑道和2組窄距平行跑道，實施3組遠距平行跑道獨立進近和獨立離場的運行模式。

我國平行跑道運行規范文件為2004年6月26日起施行的 《平行跑道同時儀表運行管理規定》，該文件規定了2條平行跑道不同運行模式下的跑道間隔要求以及相關運行條件，但未明確2條以上平行跑道的運行方法及要求；另外，國際民航組織(ICAO)也沒有發布2條以上平行跑道的相關運行規范，目前僅美國FAA有對3條平行跑道獨立運行的規范。通過現有規范支撐、程序優化和國外機場運行經驗借鑒，理論上可實施3條平行跑道獨立運行，但4條(4組)平行跑道同時運行無論從規范還是運行上暫時都無法實施。因此，平行跑道構型在確定跑道數量和跑道間距時應避免跑道數量超過6條，寬距跑道數量不超過3條，即3組遠距平行跑道加3組窄距平行跑道。

由于跑道數量超過4條后每多增加1條跑道效率就降低一分，且平行跑道數量越多飛機滑行距離越長、地面運行越復雜，因此，對于平行跑道構型而言，2組遠距平行跑道加2組窄距平行跑道的構型(4條)是運行效率最高、跑道利用率最大、管制運行相對最順暢的一種構型，在吞吐量不是特別巨大且空域條件較好的情況下該構型基本能夠滿足區域性樞紐機場或干線機場的需求，若城市將來不考慮新建第二機場的情況下可按需適當預留1條～2條跑道的建設用地，但跑道數量都應避免超過6條。

2.1.2交叉跑道模式

交叉跑道構型主要運用在風向復雜且風速較大的地區，由于以前的運輸飛機重量輕，起飛和著陸時對于側風要求較高，機場為保障其運行能力而根據風向統計數據建設交叉跑道，該跑道構型在美國較為常見，如舊金山機場和波士頓機場等。但隨著民用客機機型重量的不斷加大以及科技的進步，民用客機對于側風的要求逐步降低，交叉跑道構型的采用也越來越少，除非由于地形、用地或其他因素限制。

2.1.3側向(V型)跑道模式

V型跑道構型即跑道之間互不相交，散開布置，根據實際運行需求可單獨使用也可與其他跑道同時使用。典型機場如美國達拉斯機場(見圖4)，共設置有2條V型跑道。該跑道構型特點是側向跑道一般只用于離場或只用于進近，目的是為了避免與主起降跑道發生沖突。如達拉斯機場東側側向跑道僅用于起飛，避免與東側3條平行跑道的起降發生沖突；西側側向跑道僅用于著陸，避免與西側2條平行跑道起降發生沖突。

國內規劃使用側向(V型)跑道構型的有成都新機場，該機場遠期規劃建設5條跑道，其中3條為平行跑道，其余2條側向跑道與主跑道垂直。由于成都機場航班大部分均向東離港，因此建設2條側向跑道僅用于向東起飛，可增大早高峰期間的放行流量?？梢姡瑐认?V型)跑道構型的運行受到一定限制，無法做到同時起降，其構型的選擇均處于機場的實際需求，在飛行架次不大的情況下，有特殊需求的大中型機場可考慮該跑道構型。

2.2兩場模式

當跑道數量達到一定程度時，再增加跑道的數量并不能有效增加起降架次，反而會給機場管理和管制運行帶來極大的困難。因此一些航空業務量需求極大的國際化大都市多數采用兩場一主一輔的運行模式，明確各自分工，提高整體運行效率。代表城市如美國芝加哥、達拉斯，阿聯酋迪拜(正在建設二機場)和中國上海等。達拉斯一場見圖5，芝加哥兩場見圖6。

芝加哥兩大商業機場奧黑爾機場和中途機場相距21 km，2015年旅客吞吐量分別為7 695萬人次和2 200萬人次，兩者一主一輔，吞吐量相加近1億人次。

空管運行方面，兩機場雖各自獨立運行，但需統一調度指揮，建立終端區是必備條件，進離港航線需統籌考慮，終端區劃設高度和范圍均應根據兩場運行需求確定，盡量滿足空域需求。

達拉斯機場和樂福菲爾德機場，兩者側向間隔僅為4.8 km，但由于管制運行上兩機場為統一指揮調配，因此雖然樂福機場業務量遠少于達拉斯，但其延誤時間基本相同，2015年兩場平均延誤分別為12 min和11.5 min。另外，其終端區范圍為以達拉斯機場為中心，半徑40海里～50海里，兩機場共24個進離場點：達拉斯機場有4條專用進場航線、樂福機場有4條專用進場航線、達拉斯機場和樂福機場共用15條離場航線、樂福機場另有1條專用離場航線。

可見，兩場運行所需空域需求相對于一場運行來說更大，但不論是超大規模一場還是臨近兩場的運行都需要高效的空域系統進行支撐，如果缺少對應的空域容量，地面跑道數量再多也無法滿足業務量的需求。

3　結語

不同國家和地區由于地理條件、氣象條件、空域條件、管制規則、機型組合、硬件設施和管理水平等因素存在差異，即使采用相同的跑道構型，其跑道系統容量也會存在很大差異。因此，對于建設方來說，多跑道構型或者多跑道系統的選擇需要根據城市自身實際情況確定，切勿盲目追求跑道數量，忽略運行效率。根據現有條件最大程度利用跑道，并在此基礎上做好遠期土地預留工作才是上上之策。

[1]DOC8168—OPS/611，空中航行服務程序—航空器運行[S].

[2]國際民用航空公約附件六：航空器運行[Z].2006.

[3]國際民用航空公約附件十一：空中交通服務[Z].2006.

[4]國際民航組織文件：空中規則和空中交通服務[Z].2006.

Exploration on airport multi runway system planning and configuration selection

Chen Jia

(Shanghai East China Civil Aviation Flight Program Design Research Institute, Shanghai 200335, China)

This paper discussed the necessity of airport multi runway planning and construction, from the operation perspective, analyzed the advantages and disadvantages of different runway configurations in one runway mode and two runway mode, and ealborated the factors to be taken into account of runway selection, provided way for the planning and construction of airport runway.

airport, multi runway system, runway configuration, planning and construction

1009-6825(2016)25-0150-03

2016-06-28

陳嘉(1989- )，男，助理工程師

V351.11

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