設計日航班計劃表在機場總體規劃中的應用及質量控制要點

尹衛豐

（民航機場建設集團北京國際工程有限公司，北京 100621）

0.引言

為推進民用運輸機場的高質量發展，《民航局關于加強民用運輸機場總體規劃工作的指導意見》[1]提出充分發揮機場總體規劃指導機場建設發展的引領作用，并引入“量化總規”的概念，首次提出機場總體規劃技術指標體系。隨后，《運輸機場總體規劃規范》《運輸機場總體規劃審查辦法》等政策要求文件相繼出臺，機場總體規劃工作面臨著新的形勢和更加精細化的要求。航空業務量預測是一切規劃的基礎，也是機場各類設施需求定義和分析的關鍵階段，對航空業務量進行更加細致深入的分析研究有助于為機場業主決策提供更加充分科學的依據。設計日航班計劃表在國外知名機場咨詢設計公司，如NACO、ADPI等的總體規劃報告中被廣泛應用，在目前國內興起的各類機場仿真模擬軟件中，設計日航班計劃表作為最重要的輸入數據而得到應用。但是，目前國內總體規劃編制中，航空業務量基本參數預測更多還是采用經驗因子來推算各種設施需求，其參數演變的內在邏輯和數據依據沒有得到充分的揭示和說明，比如停機位需求數量通常采用基于高峰小時架次乘以經驗系數的計算方法求得[2]。編制設計日航班計劃表能夠為機場各類設施規劃提供更加充足的信息數據依據，也能夠使機場管理方和運營方對機場未來的航班計劃安排和分布有更加直觀的認識。本文通過對設計日航班計劃表的定義、數據要素組成、輸出成果應用、質量控制要點等方面進行了闡述，為設計日航班計劃表的編制和應用提供指導。

1.設計日航班計劃表定義

設計日航班計劃表是機場現有或未來所有服務活動的數據集合，核心是各航空公司航班計劃的組合，按一天24h的時刻順序進行航班排布，包括航班服務目的地、時刻、執飛機型、旅客量等信息要素。設計日航班計劃表應用范圍很廣，在機場服務市場范圍、航空公司組成、區域市場份額、客座率水平、機隊組成等方面提供了詳盡的基礎數據。設計日航班計劃表也能夠反映航空公司的商業策劃，包括新增航點、機隊調整、服務類型（O/D、樞紐、低成本）等的變化趨勢。在機場總體規劃中通過對設計日航班計劃表進行數據統計分析，來進行更加詳盡的高峰特性分析、設施需求預測、噪音影響分析等工作。

為避免機場設施過度設計投資浪費，設計日定義為某一典型高峰日而不是極端高峰日。不同國際機構對設計日的定義不盡相同，總結如：（1）國際航空運輸協會IATA將設計日定義為一年中高峰月平均周中的第二的繁忙日。（2）美國聯邦航空局FAA將設計日定義為一年中高峰月的平均日[3]。（3）按照服務水平進行的定義：比如覆蓋90%的日期，即全年第36個高峰日；或者按全年第15個高峰日或第30個高峰日等進行定義。

通過服務水平對設計日進行的定義往往容易讓人理解，直接反映出設計日所承擔的航空活動水平能夠滿足全年相同及以下活動水平的天數比例（如95%/90%等）。IATA/FAA的定義最終也可以通過轉化為服務水平來進行解釋。比如對于季節性明顯的機場，FAA定義的設計日可能代表一年中第15或20個高峰日，而對于全年每天航空活動水平較為均衡的機場，FAA定義的設計日可能代表一年中第100或150個高峰日。需要注意的是，對機場噪音進行分析所依據的設計日往往定義為全年的平均日。

2.設計日航班計劃表的組成要素及作用

設計日航班計劃表中需要包括很多要素信息，主要涉及航空公司、航班、機位、旅客量等數據信息。針對需要解決的機場不同子系統問題，諸如跑道、航站樓、交通、環境、運行等問題，各要素信息的重要性是不同的。對于諸如跑道、滑行道、機坪等飛行區設施，航班數量、飛機類別、過站時間等數據要比旅客量的數據更為關鍵。然而對于航站樓來說，旅客量等要素數據則更為關鍵。對于陸側車道邊、停車場、進場道路等子系統，旅客量數據也是更為關鍵的要素。設計日航班計劃表中的時間是最基礎和最核心的組成要素，并且處理的工作量較大，往往需要將時間的小時數和分鐘數進行分離，并按一定的分鐘間隔進行分組，以便后續進行數據統計分析工作。下文對設計日航班計劃表中所涉及的組成要素進行了總結分析。

（1）航班號：非關鍵要素，但對于進行航班配對工作（由同一架飛機執飛的到港航班與另一個離港航班進行銜接）是有用處的。（2）航司代碼：非關鍵要素，但是便于進行分類組織。不同航司值機和登機截至時間的不同對于航站樓內的旅客測算的精確程度會產生影響。（3）始發地：關鍵要素，到港航班的始發城市名稱，對于客源地分析、跑道長度分析至關重要。（4）目的地：關鍵要素，離港航班的目的地城市名稱，對于客源地分析、跑道長度分析至關重要。（5）活動類型：關鍵要素，活動類型包括旅客、貨運、包機、軍用等類型。（6）飛機型號：關鍵要素，用于分析機隊組合，客座率，噪音影響等方面。（7）計劃到港時間：關鍵要素，往往縮寫為STA。（8）實際到港時間：非關鍵要素，往往縮寫為ATA，在分析現有機場延誤水平起作用。（9）計劃離港時間：關鍵要素，往往縮寫為STD。（10）實際離港時間：非關鍵要素，往往縮寫為ATD，在分析現有機場延誤水平時起作用。（11）日期/星期幾：關鍵要素，每一航班均需要與日期/星期幾相關聯。即便同一航班，不同日期的客座率水平并不相同，那么發生在航站樓內的旅客數量也會不同。（12）國內/國際代碼：關鍵要素，識別一個航班是國內或國際。（13）機位分配：非關鍵要素，但在飛機地面仿真模擬及機位需求分析時發揮作用。（14）過夜標識：非關鍵要素，在分析過夜機位需求時發揮作用。（15）飛機座位數：非關鍵要素，在分析候機廳的面積和座位數時及客座率時發揮作用。（16）登機/下機旅客數：關鍵要素，對于分析高峰旅客量等參數時必要的。（17）中轉旅客數：非關鍵要素，對于分析中轉區域柜臺、安檢通道等方面是必要的。（18）跑道利用標識：非關鍵要素，大部分航班計劃表不包含該信息，通常在進行飛行區仿真模擬時進行輸入區分。（19）到達/起飛修正：非關鍵要素，大部分航班計劃表不包括該信息，為了在仿真模型中識別跑道使用的優先權制定規則而進行標識。

以上組成要素中，關鍵要素是設計日航班計劃表最基礎的要素類型，也是分析機場各子系統時的關鍵數據，數據獲取也比較容易。而非關鍵要素是在特定分析時才需要，或者通過對關鍵要素進行加工處理和假設才可以獲得，原始數據獲取難度也比較大。

3.設計日航班計劃表的應用

設計日航班計劃表廣泛應用在飛行區規劃、航站區規劃、陸側交通規劃、噪音分析、運行與管理等方面。

（1）設計日航班計劃表在應用于飛行區規劃時，通過對設計日航班計劃表文件格式做出簡單變化后，作為飛行區及空域仿真模擬的輸入資料進行直接應用。輸出結果可以用于分析跑道數量、滑行道數量、跑道端等待坪需求、估計容量與延誤、識別沖突熱點等方面。通過對設計日航班計劃表進行數據統計分析可以得出機隊組合分布圖、航班波流量波形圖等成果，用于分析機場高峰時刻相關特性。通過對設計日航班計劃表進行加工處理，進行機位分配模擬，用于精確分析機位需求及飛機地面滑行時間。（2）設計日航班計劃表在應用于航站樓建筑規劃時，需要結合旅客提前/延后時間分布情況，來計算航站樓內的各項設施處出現的旅客數量。由于航站樓內的旅客需要經過值機、安檢、候機等活動才會最終到達飛機，因此航站樓內的登機旅客相較于飛機計劃離港時間會前置，提前時間量大小取決于機場布局、不同流程處理時間、安全限制、國內國際航班、航司政策比如值機/登機截止時間、以及旅客為不可預見的延誤預留緩沖時間的大小。提前時間不是恒定的，它隨一天中時段及旅客類型的變化而變化，往往前往繁忙機場的旅客會預留較多的提前量。提前時間可以描述為：y%的旅客會在航班計劃離港時間之前xmin到達，如圖1所示。由于是提前時間和概率的結合，某一特定時間段在某一離港設施處的旅客可能與高峰登機旅客數量不同。類似的現象也發生在到達旅客身上，由于到達旅客需要經過提取行李、海關、選擇地面交通方式等一系列過程，因此高峰時段出現在航站樓某到達處理設施位置的旅客量，與高峰下機旅客量未必相等。（3）在獲取旅客提前和延后時間的分布特性后，通過對設計日航班計劃表的處理可以轉換為陸側地面車輛的時間分布圖，用來分析陸側交通設施的需求。（4）設計日航班計劃在應用于噪聲分析時，需要進行兩項主要的調整。由于設計日往往代表全年典型高峰日的航班運行情況，因此需要調整為代表一年中平均日航班運行情況的航班計劃。另外，設計航班計劃表的中的時間往往代表航班在進入機位或離開機位的時間，并不代表飛機在跑道上起降的時間，需要根據飛機滑行時間進行調整。在大型繁忙機場，飛機在地面滑行的時間往往較長，更需要進行仔細調整。（5）設計日航班計劃表在應用于機場運行與管理時，比如停機門位管理和噪音管理等，根據預期用途，設計日航班計劃表可以直接輸入到門位管理模型、設施管理模型、噪音檢測模型或其他模型中去。還可以根據近期或實時航班計劃表的調整，對工作人員需求來做出合理的安排。

圖1 旅客到達航站樓的累計概率圖示例

雖然設計日航班計劃表對于解決機場各子系統的需求問題十分有效，但其編制過程是需要投入較大的人力和資源成本。因此，在解決具體問題時，需要評估問題是否值得投入編制完整的設計日航班計劃表，業主是否接受這種決策方式。對于某些簡單的問題，可以采用相對經濟和高效的方法，比如對于某些小型機場，其高峰時段的航班安排往往是非常具體和明晰的，這種情況下，就可以設計高峰時段或者前后時段的航班計劃安排，從而減少非關鍵工作量。投資較大的機場往往比較復雜，也會得到各利益相關方對于規劃的仔細審查，設計日航班計劃表則提供了足夠詳細的信息支撐，往往更具有說服力。

4.設計日航班計劃表質量控制要點

由于設計日航班計劃表中的數據龐雜，需要對其設計質量進行仔細的審查，以保證其符合當地的航空市場規律以及機場運行規則，其質量控制要點主要保持以下方面。

（1）設計日進離港航班數量匹配檢查，對航司和執飛機型進行匹配，檢查進離港航班數量是否相等。（2）在同一機位，進離港航班所使用的機型是否一致。在任意時段，同一個機位是否只被一架飛機占用。（3）設計日航班計劃表中旅客數量總數是否與航空旅客量預測中設計日旅客量估算一致。（4）中轉航班的登機旅客是否等于前序航班中轉下機旅客數量總額。（5）是否為過站飛機預留了足夠的處理時間，包括旅客上下機、裝卸貨物、加油等服務時間，不同的航司及機型所需過站的時間往往不同，大型國際航班客機過站時間往往超過2h。如果未來的設計日航班計劃表沿用現有航班計劃表的過站時間安排，則可能容易出現問題，比如未來如果一個支線航班升級為干線，航班過站時間可能就會增加。（6）前序航班計劃離港時間與后續航班計劃到達時間之間是否預留了足夠的緩沖時間，一般至少為15min，大部分的航司會預留20min～30min，一般國際航班登機口的緩沖時間比國內航班登機口的緩沖時間要長。（7）設計日航班計劃表中預測的新增航班所關聯的目的地時間是否符合當地機場宵禁的規定，以及是否有過多不合理的時間安排，比如紅眼航班。（8）中轉地的一致性檢查：服務中樞輻射網絡的航空公司的新增航班時刻是否與中轉地的機場的時刻資源相一致。相似航線距離的直飛航班的飛行時間是否一致。