近距平行跑道容量模型

顧暢

摘要：針對(duì)近距平行跑道一起一降模式不能充分發(fā)揮航站樓位于跑道兩側(cè)時(shí)兩條跑道的作用，基于橫側(cè)盤(pán)旋進(jìn)近技術(shù)，根據(jù)相應(yīng)的管制規(guī)則分別建立考慮采用橫側(cè)盤(pán)旋進(jìn)近技術(shù)時(shí)連續(xù)落地與起落交替運(yùn)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(chǔ)。

關(guān)鍵詞：近距平行跑道；橫側(cè)盤(pán)旋進(jìn)近；跑道容量

中圖分類號(hào)：V355.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

現(xiàn)階段我國(guó)近距平行跑道只能采用一起一降模式，因此國(guó)內(nèi)學(xué)者更多地關(guān)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(duì)系統(tǒng)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(jiàn)度下近距平行跑道不同運(yùn)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(wèn)題對(duì)跑道容量的影響[3]。孫佳等建立了近距平行跑道相關(guān)進(jìn)近運(yùn)行模式下的容量模型[4]。趙亞?wèn)|曾研究橫側(cè)盤(pán)旋進(jìn)近在虹橋近距平行跑道中應(yīng)用的可行性并提出該方法能夠增加容量的設(shè)想[5]，但沒(méi)有對(duì)這種進(jìn)近方式下的容量進(jìn)行理論分析。因此本文借鑒國(guó)外的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，引入橫側(cè)盤(pán)旋進(jìn)近技術(shù)，根據(jù)相應(yīng)的管制規(guī)則，引入橫側(cè)盤(pán)旋進(jìn)近后兩種主要運(yùn)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(chǔ)。

1 橫側(cè)盤(pán)旋進(jìn)近

橫側(cè)盤(pán)旋進(jìn)近指完成儀表進(jìn)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(jìn)近方式。如圖1所示，本文所建立的跑道構(gòu)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(cè)。在最后進(jìn)近階段航空器接近轉(zhuǎn)彎點(diǎn)時(shí)，管制員可以向駕駛員發(fā)出橫側(cè)盤(pán)旋進(jìn)近的指令，即轉(zhuǎn)彎對(duì)正02L跑道落地。橫側(cè)盤(pán)旋進(jìn)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(jī)會(huì)，避免因穿越跑道或繞滑而增加占用落地跑道時(shí)間，因此該進(jìn)近方式特別適用于候機(jī)樓分布在跑道兩側(cè)的情況，并能增加運(yùn)行容量。

2 連續(xù)落地情況下采用橫側(cè)盤(pán)旋進(jìn)近的容量

針對(duì)連續(xù)落地運(yùn)行方式下，對(duì)到T1停靠的落地航空器采用橫側(cè)盤(pán)旋進(jìn)近的情況，建立跑道的最大理論容量模型，即計(jì)算不考慮延誤水平的連續(xù)需求下，跑道系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)可以服務(wù)的最大航空器起降架次，容量模型的建立基于下述的假設(shè)：

（1）天氣標(biāo)準(zhǔn)滿足橫側(cè)盤(pán)旋進(jìn)近標(biāo)準(zhǔn)；

（2）航空器沿指定航徑進(jìn)場(chǎng)；

（3）各類航空器的進(jìn)近過(guò)程中采用勻速飛行。

模型建立所需參數(shù)如表1所示。

落地航空器所?？康暮秸緲菦Q定了其采用的進(jìn)近方式，若到T2停靠，則采用傳統(tǒng)進(jìn)近方式到02R跑道落地；若到T1?？?，則采用橫側(cè)盤(pán)旋進(jìn)近到02L跑道落地。橫側(cè)盤(pán)旋進(jìn)近的使用可以分為連續(xù)運(yùn)行和間隔運(yùn)行，即假設(shè)某一時(shí)間段內(nèi)連續(xù)落地的航空器都需要到T1?？炕蚪惶娴絋2和T1停靠。為了保證運(yùn)行安全，需要滿足以下限制條件：

Ⅰ.在公共進(jìn)近航段上前后進(jìn)近的航空器要符合尾流間隔標(biāo)準(zhǔn)；

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

2.1 連續(xù)運(yùn)行橫側(cè)盤(pán)旋進(jìn)近（T1T1）

將兩架連續(xù)落地的航空器i機(jī)、j機(jī)作為一個(gè)容量單元。首先計(jì)算滿足條件Ⅰ所需的i機(jī)、j機(jī)進(jìn)入公共進(jìn)近航段起點(diǎn)的時(shí)間間隔μ1，進(jìn)而計(jì)算出i機(jī)、j機(jī)到達(dá)跑道入口時(shí)的時(shí)間間隔Tij（1）。

（1）當(dāng)Vj ≥Vi時(shí)，前機(jī)飛至跑道入口時(shí)，兩機(jī)間隔最小，設(shè)前機(jī)進(jìn)入公共進(jìn)近段起點(diǎn)的時(shí)間為t=0，為滿足尾流間隔標(biāo)準(zhǔn)，

（2）當(dāng)Vj

由Tij=L[]vj-L[]vi+μ得到：

為了滿足限制條件Ⅱ引入μ2，j機(jī)可以發(fā)布落地許可即i機(jī)脫離跑道的時(shí)刻為：

j機(jī)飛至距跑道入口距離為D的時(shí)刻為：

為滿足tiD-tix≥0得到

Tij應(yīng)取滿足所有限制條件的最大值，即

2.2 間隔運(yùn)行橫側(cè)盤(pán)旋進(jìn)近（T2T1）

連續(xù)落地的航空器j機(jī)、k機(jī)交替?？縏2、T1航站樓，即02L跑道和02R跑道交替用于落地。因連續(xù)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(xù)運(yùn)行和間隔運(yùn)行橫側(cè)盤(pán)旋進(jìn)近時(shí)前后兩機(jī)在跑道入口的時(shí)間間隔不同，因此連續(xù)落地的跑道容量與到T1航站樓?？康暮娇掌髡急扔嘘P(guān)，設(shè)此占比為λT1，則連續(xù)落地時(shí)的跑道容量模型為：

3 結(jié)語(yǔ)

借鑒國(guó)外近距平行跑道橫側(cè)盤(pán)旋進(jìn)近的運(yùn)行理念，根據(jù)相應(yīng)的管制規(guī)則分別建立考慮采用橫側(cè)盤(pán)旋進(jìn)近技術(shù)時(shí)連續(xù)落地與起落交替運(yùn)行下的跑道容量模型，該進(jìn)近方式特別適用于候機(jī)樓分布在跑道兩側(cè)的情況，可以有效地增加運(yùn)行容量。

參考文獻(xiàn)：

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

[2] 徐肖豪，于越.不同運(yùn)行模式的近距平行跑道容量分析[J].中國(guó)民航大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，30（6）：3439.

[3] 武丁杰，陳旭光.近距平行跑道容量評(píng)估與優(yōu)化[J].中國(guó)民航飛行學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，25（1）：2228.

[4] 孫佳.基于相關(guān)運(yùn)行模式下的近距平行跑道關(guān)鍵技術(shù)研究[D].南京：南京航空航天大學(xué)，2014.

[5] 趙亞?wèn)|.目視間隔標(biāo)準(zhǔn)及Sidestep Maneuver在虹橋近距平行跑道中的運(yùn)用[J].空中交通管理，2010 （5）：1113.