（长沙黄花国际机场运行控制中心 湖南长沙 410000）
摘要：确定和提高终端区容量,对减少航班延误和保障飞行安全有着重要的意义。容量评估是机场运行管理中的一项重要内容，它能够为管理者们正确把握机场系统运行规律和特性提供帮助。本文从分析机场终端区各个组成单元的运行特点开始，提出了基于Monte Carlo的终端区容量评估模型，为民用机场优化空域结构、提升终端区容量提供理论依据和技术支持。
关键词：终端区；仿真模型；容量评估
引言
我国民用航空运输总周转量已越入世界前列，从民用机场的飞机起降架次看，飞行流量也大幅度增加。随着民航的不断发展以及航班量的不断增加，空中交通网络负荷的加大，以至造成空中交通网络的拥挤不堪。它所带来的不仅仅是管制员繁重的工作负荷和高概率的事故隐患，还有航班延误所造成的经济损失和社会影响。因此，对机场的终端区容量进行科学的评估显得特别重要。而且，容量评估是流量管理中的一项重要内容，也是机场建设和规划中的首要步骤，它能够为机场工作人员们正确把握机场的运行规律和特性提供有效的帮助。
1 机场终端区容量的影响因素
机场终端区容量的影响因素主要包括以下几部分： （1）飞行所需要达到的安全目标等级；（2）有关的最小间隔规定：落地飞机之间、起飞飞机之间、落地/起飞飞机之间；（3）机场空域结构,包括机场的净空条件、进近/离场程序的结构等；（4）使用的机队结构，指在该机场起降的航空器的尾流分类，通常用重型、中 型、轻型来划分；（5）起降飞机的比例；（6）跑道的使用策略，对于单跑道没有使用策略的选择，必须是混合起降的，但在某一时段可能是仅用于起飞或者降落；对于多跑道必须选择起飞、降落、起飞/降落跑道的最优组合以适应不同的交通服务请求；（7）使用的进近方式，指使用的是目视还是仪表进近，是非精密进近还是精密进近；（8）气象条件，指影响机场最低运行标准的气象条件。
2 基于Monte Carlo终端区容量仿真模型
2.1 Monte Carlo算法思想
蒙特卡洛（Monte Carlo）算法的基本思想是：首先通过建立与描述与该问题有相似性的概率模型，接着对得到的概率模型进行随机模拟或者统计抽样，最后对得出的结果进行数学处理，求出相应所需的特征量的统计值如期望、方差等，将其作为原问题的近似解，并对解的精度做出某些估计。蒙特卡洛仿真方法的主要理论基础是概率论中的大数定律,其主要手段为随机变量的抽样分析。
2.2 Monte Carlo仿真评估
假设进场航空器占用跑道的时间，即接受跑道服务的时间分别为重型x秒，中型 y 秒，轻型z 秒；离场航空器占用跑道的时间，即接受跑道服务的时间分别为重型x1，中型y1,轻型z1秒，则Monte Carlo仿真模型的描述如下：
2.3 终端区容量模型
机场终端区容量是跑道、滑行道和停机位容量的一个综合反映，其中对机场容量影响最大的是跑道容量，它直接关系到整个机场的实际运营。跑道容量是指给定时间段内跑道能够服务的最大航空器架次，它可以用跑道对所有类型飞机服务时间加权平均值来表示，C为跑道容量，E[T]为跑道的平均服务时间，Pij:j型航空器尾随i型航空器的概率，Tij:j型航空器尾随i型航空器时它们之间的时间间隔。本文研究的跑道容量是使用仪表着陆系统 ILS，雷达管制间隔下的单跑道随机性容量，在其中考虑了随机因素的影响，并将飞机的间隔时间和跑道占用时间看成是正态分布的随机变量。跑道容量又可分为到达容量和起飞容量。
图1 跑道混合起降容量仿真结果
3 结束语
容量评估是民用机场运行管理的重要内容，确定和提高终端区容量，对减少航班延误和保障飞行安全有着较高的意义。考虑终端区系统自身的复杂性和影响因素的随机性,本文吸取了国内外在此方面研究的新方法和经验，从分析影响机场终端区各个组成单元的运行特点入手，对机场终端区建立了基于 Mente Carlo 仿真思想的容量评估模型。该模型也为保持某一目标安全水平条件下，为民用机场优化空域结构、提升终端区容量提供了理论依据和技术支持。
参考文献：
[1]蒋兵,空域评估模型与方法研究[D], 南京：南京航空航天大学,2013.
[2]彭莉娟,等,机场跑道最大容量评估模型的研究[J], 四川大学学报, 2016, 43(5)：1018-1022.
[3]王晓敏,聂润兔,基于Monte-Carlo模拟方法的跑道容量估计[J], 中国民航学院学报, 2016 (20)：13-17.
论文作者:吴淼
论文发表刊物:《科技研究》2018年10期
论文发表时间:2019/1/4
标签：跑道论文; 容量论文; 终端论文; 机场论文; 模型论文; 航空器论文; 空域论文; 《科技研究》2018年10期论文;