近距平行跑道容量模型

顧暢

摘要：針對近距平行跑道一起一降模式不能充分發揮航站樓位于跑道兩側時兩條跑道的作用，基于橫側盤旋進近技術，根據相應的管制規則分別建立考慮采用橫側盤旋進近技術時連續落地與起落交替運行下的跑道容量模型，為近距平行跑道一起一降方式下容量的提升提供理論分析基礎。

關鍵詞：近距平行跑道；橫側盤旋進近；跑道容量

中圖分類號：V355.1文獻標識碼：A

現階段我國近距平行跑道只能采用一起一降模式，因此國內學者更多地關注了近距平行跑道一起一降模式下的容量。郭海琦等利用雙排隊系統理論建立了近距平行跑道一起一降容量與平均延誤水平模型[1]；徐肖豪等分析了低能見度下近距平行跑道不同運行模式下的跑道理論容量[2]；武丁杰等考慮了一起一降模式下穿越跑道問題對跑道容量的影響[3]。孫佳等建立了近距平行跑道相關進近運行模式下的容量模型[4]。趙亞東曾研究橫側盤旋進近在虹橋近距平行跑道中應用的可行性并提出該方法能夠增加容量的設想[5]，但沒有對這種進近方式下的容量進行理論分析。因此本文借鑒國外的運行經驗，引入橫側盤旋進近技術，根據相應的管制規則，引入橫側盤旋進近后兩種主要運行模式的容量模型，為近距平行跑道一起一降方式下容量的提升提供理論分析基礎。

1 橫側盤旋進近

橫側盤旋進近指完成儀表進近后的目視飛行階段，即駕駛員在獲得ATC（Air Traffic Controler）許可并建立著陸所必需的目視參考后所采用的一種進近方式。如圖1所示，本文所建立的跑道構型為近距平行跑道，02L跑道用于起飛，02R跑道用于落地，航站樓T1和T2分列兩條跑道外側。在最后進近階段航空器接近轉彎點時，管制員可以向駕駛員發出橫側盤旋進近的指令，即轉彎對正02L跑道落地。橫側盤旋進近使得兩條跑道均可用于落地，并且為航空器提供了更多就近落地的機會，避免因穿越跑道或繞滑而增加占用落地跑道時間，因此該進近方式特別適用于候機樓分布在跑道兩側的情況，并能增加運行容量。

2 連續落地情況下采用橫側盤旋進近的容量

針對連續落地運行方式下，對到T1停靠的落地航空器采用橫側盤旋進近的情況，建立跑道的最大理論容量模型，即計算不考慮延誤水平的連續需求下，跑道系統在單位時間內可以服務的最大航空器起降架次，容量模型的建立基于下述的假設：

（1）天氣標準滿足橫側盤旋進近標準；

（2）航空器沿指定航徑進場；

（3）各類航空器的進近過程中采用勻速飛行。

模型建立所需參數如表1所示。

落地航空器所停靠的航站樓決定了其采用的進近方式，若到T2停靠，則采用傳統進近方式到02R跑道落地；若到T1停靠，則采用橫側盤旋進近到02L跑道落地。橫側盤旋進近的使用可以分為連續運行和間隔運行，即假設某一時間段內連續落地的航空器都需要到T1停靠或交替到T2和T1停靠。為了保證運行安全，需要滿足以下限制條件：

Ⅰ.在公共進近航段上前后進近的航空器要符合尾流間隔標準；

Ⅱ.發布落地許可的條件是落地跑道上無其他航空器且落地航空器距跑道頭至少4km。

2.1 連續運行橫側盤旋進近（T1T1）

將兩架連續落地的航空器i機、j機作為一個容量單元。首先計算滿足條件Ⅰ所需的i機、j機進入公共進近航段起點的時間間隔μ1，進而計算出i機、j機到達跑道入口時的時間間隔Tij（1）。

（1）當Vj ≥Vi時，前機飛至跑道入口時，兩機間隔最小，設前機進入公共進近段起點的時間為t=0，為滿足尾流間隔標準，

（2）當Vj

由Tij=L[]vj-L[]vi+μ得到：

為了滿足限制條件Ⅱ引入μ2，j機可以發布落地許可即i機脫離跑道的時刻為：

j機飛至距跑道入口距離為D的時刻為：

為滿足tiD-tix≥0得到

Tij應取滿足所有限制條件的最大值，即

2.2 間隔運行橫側盤旋進近（T2T1）

連續落地的航空器j機、k機交替停靠T2、T1航站樓，即02L跑道和02R跑道交替用于落地。因連續落地的航空器均不使用同一條跑道落地，Tjk只需滿足條件Ⅰ的尾流限制，則

連續運行和間隔運行橫側盤旋進近時前后兩機在跑道入口的時間間隔不同，因此連續落地的跑道容量與到T1航站樓停靠的航空器占比有關，設此占比為λT1，則連續落地時的跑道容量模型為：

3 結語

借鑒國外近距平行跑道橫側盤旋進近的運行理念，根據相應的管制規則分別建立考慮采用橫側盤旋進近技術時連續落地與起落交替運行下的跑道容量模型，該進近方式特別適用于候機樓分布在跑道兩側的情況，可以有效地增加運行容量。

參考文獻：

[1] 郭海琦，朱金福.近距平行跑道容量及延誤水平計算模型[J] .交通運輸工程學報，2008，8（4）：6872.

[2] 徐肖豪，于越.不同運行模式的近距平行跑道容量分析[J].中國民航大學學報，2012，30（6）：3439.

[3] 武丁杰，陳旭光.近距平行跑道容量評估與優化[J].中國民航飛行學院學報，2014，25（1）：2228.

[4] 孫佳.基于相關運行模式下的近距平行跑道關鍵技術研究[D].南京：南京航空航天大學，2014.

[5] 趙亞東.目視間隔標準及Sidestep Maneuver在虹橋近距平行跑道中的運用[J].空中交通管理，2010 （5）：1113.