摘要
随着空中交通流量的持续增长，各项统计数据表明航班延误日益严重。通过对多跑道机场容量的研究，不仅能够找出限制容量的瓶颈所在，提出增强容量的方法，继而提高终端区的运行效率，还可以大大改善和提高全国空中交通系统的服务能力。本文将粗略谈一谈平行跑道间距对机场容量影响。
关键词：平行跑道；影响研究
引言
近年来，随着中国航班流量迅猛增加，部分繁忙机场通过增加平行跑道等方法来满足日益增长的流量需要。其中近距平行跑道为两条平行跑道中心线之间的距离小于762M的跑道对，相比单跑道不仅使用策略灵活，提升容量显著，而且占地规模对环境的影响小。平行跑道研究正成为机场规划研究领域之一。
1 平行跑道两条跑道均用于到达
以杭州萧山机场地面基本数据为参考：
根据杭州终端区与区域的移交协议规定，可确定 AND、 NGB、 SHZ 连续进场航空器移交间隔为40 km， UGAGO、 IGＲAT移交间隔分别为20、30 km。在雷达管制模式下，终端区内同航线纵向间隔为 10 km，间隔裕度为 5 km；公共进近段间隔为 6 km，间隔裕度设为 2 km，斜距要求为 4 km，间隔裕度设为 1 km。
（1）跑道平均占用时间：进场航空器的跑道平均占用时间设定为重型机60秒，中型机50秒,轻型机45秒
（2）离场航空器的跑道占用时间重型机设定为50秒，中型机设定为45秒，轻型机设定为42秒，平均占用时间为45秒；
（3）机型比例：重型航空器占7%，中型航空器占90%，轻型航空器3%；
（4）相关速度：重型机最后进近速度为270千米/小时，中型机最后进近速度为240千米/小时，轻型机最后进近速度为160千米/小时；速度期望为239.7千米/小时
（5）前后机跟随概率分布如表1：
表1 前后机型跟随概率分布
图1 两条跑道均用于到达的模式下，不同跑道间距对机场容量的影响
由表2和图1所示，当只有一条跑道运行时，机场容量为29架次/小时，当两条平行跑道同时运行时，当平行跑道间距在0（不包含0）1km时，随着平行跑道间距的增加，同一跑道两机间隔逐渐减小，连续到达时跑道服务时间逐渐变小，但因为变化量较小，机场容量不变；当平行跑道间距在1~3km之间时，随着平行跑道间距的增加，同一跑道两机间隔逐渐减小，连续到达时跑道服务时间逐渐变小，机场容量逐渐增大；当平行跑道间距等于3km时，机场容量为58架次/小时；当平行跑道间距大于3km时，随着间距的增加，在满足斜距的条件下，航空器必须满足纵向间隔要求，所以此时同一跑道两机间隔保持8km间隔不变，因此连续到达时跑道服务时间不变，机场跑道容量不变。
2 两条跑道均用于起飞
表3 前后起飞离场的航空器的雷达间隔的尾流间隔最低标准（km）
图3 两条跑道均用于起飞模式下，不同跑道间距对机场容量的影响
由表5和图2所示，当只有一条跑道运行时，机场容量为30架次/小时，当两条平行跑道同时运行时，机场容量不变；当平行跑道间距大于6.2km时，两条跑道相当于独立运行，则机场容量加倍。
3 一起一降的混合模式
一起一降的混合操作模式也称为隔离平行运行方式，可以把这个跑道系统看作是一条跑道，不考虑跑道占有时间，因此起飞/到达间隔的要求也就同时降低。以杭州萧山机场的运行数据为基础，跑道间距按0m，500m，1000m，1500m，2000m，2500m，3000m，5000m，取值，分别算出上面8个间距时的容量。
表6 一起一降的混合模式下，不同跑道间距对机场容量的影响
图3 一起一降的混合模式下，不同跑道间距对机场容量的影响
由表6和图3所示，当只有一条跑道运行时，机场容量为26架次/小时，当两条平行跑道同时运行时，当平行跑道间距在0~1km之间时，随着平行跑道间距的增加，机场跑道容量变化不大；当 平行跑道间距在1~3km之间时，随着平行跑道间距的增加，机场容量逐渐增大；当平行跑道间距等于5km时，两条跑道相当于独立运行，机场容量为单一着陆跑道容量加单一起飞跑道容量，为29+30=59架次/小时。
4 一条跑道混合操作，另一条跑道用于起飞
当一条跑道采用混合操作，另一条跑道只用于起飞时，混合跑道起飞流和进场流采用1:1模式，相邻跑道斜距5km，同跑道前起后降时间隔15km，根据两条跑道一条跑道混合操作，另一条跑道用于起飞的机场容量算法模型，计算机场容量，当单跑道运行时，加入五边是最小尾流间隔时间AAST为225.28S，着陆占用跑道时间AROT为50.55S，到达/起飞时的跑道服务时间期望Tij(TA)为137.91S，则此时跑道容量为26架次/小时。当两条跑道独立运行时，跑道容量为56架次/小时。
小结
本文以平行跑道间距为基本变量，分析了其在两条跑道均用于到达、两条跑道均用于起飞、一起一降的混合模式、一条跑道混合操作另一条跑道用于起飞、一条跑道混合操作另一条跑道用于到达，五种跑道运行条件下时机场容量的变化。
由结果可知平行进近的实施，在最后进近段，斜距为4km，间隔裕度1km，纵向间隔6km，裕度2km条件下时，对间距大于1000m的跑道系统容量提升效果将明显优于间距小于1000m 的跑道系统，即间距大于1000m的近距跑道系统具有更好的容量扩充潜力，同时其运行程序的可实施性和灵活性也优于小间距跑道。当这并不意味着近距跑道间距越大越好，如当跑道间距为1000m时，飞行区占地会增加较多，两条跑道之间将存在难以利用的狭长地带，而其容量与间距300m的跑道相比并无太大差异。因此在确定近距跑道间距时，还应充分考虑是否在跑道中间设置平行滑行道以及扩建工程施工对现有跑道运行的干扰问题。
论文作者:杨闻
论文发表刊物:《科技中国》2017年3期
论文发表时间:2017/5/31
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