成都天府國際機場甚高頻航務(wù)波道頻率需求及規(guī)劃設(shè)計探討

黃金虎 王一帆

民航西南空管局 四川 成都 610202

引言

甚高頻航務(wù)波道系統(tǒng)定位為服務(wù)于航空公司，主要用于航空公司簽派與機組之間通信聯(lián)絡(luò)使用，是簽派與機組聯(lián)系的基礎(chǔ)通信手段，是航空公司正常運營不可缺少的通信方式。由于民航甚高頻頻點資源有限，為提高航務(wù)波道頻點使用效率，航務(wù)波道頻點資源均采用航空公司共享方式實施，即根據(jù)航空公司航班量大小合理分配航空公司使用的航務(wù)波道頻點和信道。因此開展頻率規(guī)劃有利于統(tǒng)籌航務(wù)波道共用系統(tǒng)規(guī)劃和建設(shè)，有利于統(tǒng)一規(guī)劃考慮航空公司航務(wù)波道頻點資源分配，也是天府國際機場航空公司正常高效運行的需要。本文結(jié)合天府機場實際建設(shè)及發(fā)展情況，從甚高頻航務(wù)波道頻率需求及規(guī)劃設(shè)計方面展開探討。

1 航班量分析

成都天府國際機場計劃投用時間為2021年7月，根據(jù)規(guī)劃，成都天府國際機場、雙流國際機場將開展“兩場一體”運營，努力實現(xiàn)兩座機場一體化規(guī)劃、一體化建設(shè)、一體化管理和一體化運營，建設(shè)功能互補、協(xié)同發(fā)展的樞紐機場體系[1]。中國國際航空、四川航空、成都航空、中國東方航空等公司將兩場運行，中國東方航空部分商務(wù)航線保留在成都雙流國際機場，除西藏航空公司外其余航司均在成都天府國際機場運營。成都天府國際機場轉(zhuǎn)場投運工作結(jié)束后，成都雙流國際機場只保留約460個日進出港客運航班（目前為1100架次左右），其余航班均調(diào)整至天府國際機場運營。

根據(jù)《成都國際航空樞紐戰(zhàn)略規(guī)劃》，近期天府機場為成都國際航空樞紐的主樞紐，承擔(dān)客運和貨運的核心樞紐功能；雙流國際機場為主要服務(wù)國內(nèi)點對點商務(wù)航線的區(qū)域航空樞紐，同時保留國際口岸功能，保障地區(qū)航線、國際公務(wù)航空業(yè)務(wù)和國際備降航班。遠期，在天府機場國際航線達到樞紐發(fā)展要求后，研究恢復(fù)雙流機場國際航線增長，逐步演變形成“一大一小”兩場一體、差異發(fā)展的雙國際樞紐機場體系。根據(jù)成都天府國際機場規(guī)劃，成都機場現(xiàn)有航班量約為1100架次/天，轉(zhuǎn)場后雙流機場航班量保留約為460架次/天，全部轉(zhuǎn)場完成后天府國際機場將至少達到640個架次/天， 預(yù)計到2025年成都國際航空樞紐日均保障航班1918架次，成都天府國際機場保障架次預(yù)計將達到日均1300架次。航空公司甚高頻航務(wù)波道系統(tǒng)建設(shè)及規(guī)劃如圖1：

圖1 成都天府機場航空公司甚高頻航務(wù)波道系統(tǒng)建設(shè)及規(guī)劃

2 航務(wù)波道話務(wù)量模型設(shè)計

目前，航空甚高頻頻率頻點規(guī)劃和申請主要根據(jù)管制部門席位規(guī)劃方案確定，但該規(guī)劃方式并不適用于航空公司使用的航務(wù)波道業(yè)務(wù)[2]。針對航空公司航務(wù)波道甚高頻頻點需求，需要我們結(jié)合天府機場航班量、航務(wù)波道通信時間以及高峰航班架次來統(tǒng)籌計算航務(wù)波道通信系統(tǒng)繁忙程度，最終計算出滿足航務(wù)波道需求的頻點數(shù)量。

話務(wù)量電信業(yè)務(wù)流量的簡稱。也稱為電信負載量。它既表示電信設(shè)備承受的負載，也表示用戶對通信需求的程度。話務(wù)量的大小與用戶數(shù)量、用戶通信的頻繁程度、每次用戶通信占用的時長及所考察的時長（是一分鐘，是一小時或是一天等）有關(guān)[3]。如果單位時間內(nèi)的通信次數(shù)越多，每次通信占用的時間越長，而且所考察的時間也越長，那么話務(wù)量也就越大。因此通過計算天府國際機場航務(wù)波道話務(wù)量的大小并以此推導(dǎo)出信道、頻率資源的計算方法是可行的。話務(wù)量計算主要概念如下：

2.1 話務(wù)量A

在話音通信中，業(yè)務(wù)量的大小用話務(wù)量來量度。話務(wù)量又分為流入話務(wù)量和完成話務(wù)量。流入話務(wù)量的大小取決于單位時間(1小時) 內(nèi)平均發(fā)生的呼叫次數(shù)λ 和每次呼叫平均占用信道時間（含通話時間）S 。

定義流入話務(wù)量A為A=S - λ，式中λ的單位是（次/小時）；S的單位是（小時/次）；兩者相乘而得到A應(yīng)是一個無量綱的量，命名它的單位為“愛爾蘭”（Erlang）[1]。

2.2 呼損率

在信道共用的情況下，通信網(wǎng)是無法保證每個用戶的所有呼叫都能成功，發(fā)生呼損。流入話務(wù)量A與完成話務(wù)量A0之差，即為損失話務(wù)量。損失話務(wù)量占流入話務(wù)量的比率即為呼叫損失的比率，稱為“呼損率”，用符號B表示：呼損率B越小，成功呼叫的概率就越大，用戶就越滿意。因此，呼損率B 也稱為通信網(wǎng)的服務(wù)等級（或業(yè)務(wù)等級）。 對于一個通信網(wǎng)來說，要想使呼叫損失小，只有讓流入話務(wù)量小，即容納的用戶少些，這又是所不希望的?？梢姾魮p率與流入話務(wù)量是一對矛盾，要折中處理。

愛爾蘭B公式已經(jīng)制成愛爾蘭呼損表，若已知3個參數(shù)A、B和n中的任何兩個參數(shù)，就可以從愛爾蘭呼損表中查出需要的第三個參數(shù)。

2.3 信道利用率

呼損率不同情況下，信道的利用率也是不同的。信道利用率η可用每小時每信道的完成話務(wù)量來計算，即：

2.4 忙時話務(wù)量和用戶數(shù)

每個用戶在24小時內(nèi)的話務(wù)量分布是不均勻的， 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計應(yīng)按最忙時的話務(wù)量來進行計算。最忙1小時內(nèi)的話務(wù)量與全天話務(wù)量之比稱為集中系數(shù)，用k表示，一般k=10%～15%。每個用戶的忙時話務(wù)量需用統(tǒng)計的辦法確定。

通信網(wǎng)中每一用戶每天平均呼叫次數(shù)為C（次/天）， 每次呼叫的平均占用信道時間為T（秒/次），集中系數(shù)為k， 則每用戶的忙時話務(wù)量為：[3]。

3 航務(wù)波道頻點需求分析

根據(jù)航務(wù)波道話務(wù)量模型，航務(wù)波道頻點數(shù)量直接與機場航班架次和航務(wù)波道話務(wù)量相關(guān)，機場航班架次越多，航務(wù)波道話務(wù)量越大，滿足航務(wù)波道需要的頻點數(shù)量需求越大。按照航務(wù)波道業(yè)務(wù)場景，航班從進近到落地期間，各航空公司所有地空通話需求均由航務(wù)波道系統(tǒng)來完成。根據(jù)以往經(jīng)驗，在地空通話的過程中，一般一次通話會有起呼應(yīng)答以及正式通話環(huán)節(jié)，占用時常約30s左右，在進近以及飛機地面運行階段平均每架次通話約5次左右，系統(tǒng)呼損率要求為1%，進近管制的范圍一般在機場90公里半徑之內(nèi)，假定該范圍內(nèi)航班時速為500公里/小時，參考雙流機場運行情況，天府機場日起降達到640架次時，當(dāng)日每小時起降架次最高約58架次，2025年成都天府國際機場保障架次達到日均1300架次時，當(dāng)日每小時起降架次最高約90架次。

由此可得：

3.1 在天府機場轉(zhuǎn)場完成后

高峰時進近范圍航班：m=58*90/500=10.44架次

架次話務(wù)量：a=5×30/3600=0.056Erl/架次

系統(tǒng)話務(wù)量：A=10.44×0.056=0.582Erl

根據(jù)話務(wù)量和呼損率查表可得：至少需要4個航務(wù)波道頻點才能夠滿足成都天府國際機場轉(zhuǎn)場完成后640架次航班保障需要。

3.2 天府機場航班量達到1300架次時

高峰時進近范圍航班：m=90*90/500=16.2架次

架次話務(wù)量：a=5×40×3600=0.056Erl/架次

系統(tǒng)話務(wù)量：A=16.2×0.056=0.907Erl

根據(jù)話務(wù)量和呼損率查表可得：到2025年，至少需要5個航務(wù)波道頻點才能夠滿足成都天府國際機場航班保障需要。

4 頻率規(guī)劃與使用

通過話務(wù)量計算，天府機場建議申請5個航務(wù)波道頻率來滿足各家航司的地空通話需求。根據(jù)原有雙流機場航務(wù)波道運維經(jīng)驗，成都天府機場5個航務(wù)波道頻點中建議其中3個頻點用于國內(nèi)航班航務(wù)波道業(yè)務(wù)，1個頻點滿足空管代理航務(wù)波道業(yè)務(wù)需求，1個頻點用于滿足國際航班的地空通信需求。