2021年机场地面运行效率问题研究报告

1、-.超大型机场地面运行系统巨大，关键设施的跑道、 滑行道、效劳车道之间相互穿插，运行条件特别复杂， 如何在这种巨大而又复杂系统条件下确保地面运作的平安、来是机场治理当局和学者讨论的问题；高效和顺畅始终以我国机场开展快速，依据民航局 全国机场生产统计公报，到2021 年，境民用运输机场210 个，旅客年吞吐量超过1000 万人次的机场26 个，飞机年起降架次超过20 万架次的机场16 个，实施多跑道两条以上跑道运行的机场12 个；随着机场设施规模扩大和飞机起降架次的快速增长， 我国大型机场地面运行效率问题已开场显现；本文从航空器地面运行角度动身， 从航班在机位上的保证、机位编排和滑行通道使用、滑

2、行路径挑选、跑道系统构型和运行等四个方面来探讨机场地面运行效率问题；一、我国机场地面运行效率问题依据民航局运行监控中心的统计数据，我国和航班平均延误时间呈逐年增长趋势；21 个时刻和谐机场离港航班平均滑出时间图 1：我国 21 个时刻和谐机场 2021-2021年平均滑出时间分钟.word.zl图 2：我国 2021-2021年航班平均延误时间分钟与美国主要机场相比， 我国机场的平均滑出时间要高出不少； 例如： 亚特兰大机场五条平行跑道构形与浦东机场是一样的，亚特兰大机场飞机起降架次是浦东机场的 1.65 倍，但地面滑行时间却只有浦东机场的 0.65；虽然影响飞机滑出时间的因素许多， 但可以从

3、总体上反响出我国主要机场的地面运行效率与美国等国家仍有较大差距；表 1： 2021 年 8 月中国和美国机场平均滑出时间比照机场名称平均滑出时间分钟离港班次亚特兰大 atl 16.934166芝加哥 ord 19.422226丹佛 den 16.120884洛杉矶 lax 19.119726达拉斯 dfw 18.917277首都 pek 26.524709浦东 pvg 26.220657白云 can 19.318709数据来源： 1.美国运输部交通统计局bts；2.民航局 .关于 2021 年 8 月份航班正常情形的通报.；二、提高地面运行效率的讨论方向下面从航班在机位上的保证、航班机位编排和

4、滑行通道使用、滑行路径挑选、 跑道系统构型和运行等四个方面来探讨机场地面运行效率问题；一航班在机位上的保证航班在机位上的保证工程较多，如何在方案离港时间 或者目标离港时间 前完成旅客、行、货物保证，完成飞机加油、排污、客舱清洁效劳工程，航班具备离港条件，涉及航班保障调度的各个方面；为了明确了航班各个保证环节的时间标准，民航局在2021 年印发了 .机场航班运行保证标准.，机场和各保证机构要对比标准，加强保证调度，提高保证效率；机坪保证设施、 设备、人力资源的优化调度是提高航班保证效率的重要课题，在此不过多阐述；二航班机位编排和滑行通道使用我国许多机场的航站楼采纳指廊式构型，这种构型的航站楼优点

5、是在一样场地条件下可以建更多的近机位 廊桥机位 ，但存在两条指廊之间的“港湾地区多个机位共用一条滑行通道问题，进位、离位飞机滑行通道占用时间冲突的概率较高；滑行通道占用时间冲突存在三种形式，即：同时离位时间冲突、同时进位时间冲突、进位与离位时间冲突， 如何定义上述三种冲突状态与航空器滑行规那么有关；一种相对保守的规那么就是在一条通道上只答应一架飞机进位或者离位；另一种规那么就是在满意平安间距 条件下， 可以答应一架飞机先推出后等待开场滑行指令，另一架飞机可以依据既定路线滑行 进位； 上述第一种规那么可以到达很高的平安系数，但是以牺牲效率为前提；其次种规那么的难点在于平安间距的掌握， 地面管制人

6、员通过目视或者经受判定明显无法满意平安运行要求，这就需要以更强大的系统支撑为前提；图 3：洛杉矶国际机场机坪布置图图 4：指廊式航站楼港湾地区机位布置图在航班停放机位的优化编排方面，目前国机场的机位安排治理系统，一方面只关注单一机位自身的冲突情形，不关注相邻机位的使用和滑行通道的占用情形，在这种安排模式下，通道冲突情形可能会变得特别普遍，进港飞机在通道外等待进位或者离港飞机在机位上等待 推出情形变得严峻； 另一方面是优化安排模型根本未发挥作用，根本是人工或半自动安排状态；因此， 要提高飞机在机坪区域运行效率，可以从以下几个方面入手，一是在可承担平安水平条件下， 讨论建立更加高效的机坪滑行通道使

7、用规那么；二是将滑行通道使用规那么作为约束条件，参与机位安排模型中；三是航班机位预安排的优化编排，如： 同一通道两侧机位的始发早离港航班，离港时间间隔相互错开15 分钟以上如图 5 所示；四是机位和通道冲突的实时监控和预警，依据航班运行时间的动态变化，通过系统手段实时监控机位和通道的冲突状态， 依据机位容量、 区域限制等约束条件， 自动搜寻并形成调整目标机位列表，为机位治理人员供应决策依据；图 5：始发航班机位优化编排结果抱负条件下三滑行路径挑选路径规划是运筹学讨论的问题，目前手机和车载导航软件已经具备这方面的功能，它可以供应应用户多种挑选方案，如：路线最短、时间最短以及其他偏好挑选等；事实上

8、，飞机在地面的滑行路线优化与车辆道路交通线路挑选是类似的，依据到达飞机的估计落地时间、离港飞机的估计从通道滑出时间， 实时预判进入滑行道系统的飞机数量， 然后依据确定的滑行模式、滑行道上飞机流量、每架飞机实时位置和速度、 冲突预判等， 采纳运算机模型不断运算在各种可挑选滑行路径情形下的总滑行时间，选取最短时间 min方案；从机场规划建立角度来看， 多跑道机场航站楼构型挑选对于飞机地面滑行效率影响是显而易见的； 以两条宽距平行跑道、 航站楼位于两条跑道之间这种布局为例， 传统的单体式航站楼布局方式， 停放在航站楼中部机位的航班需要到另一侧跑道起飞时， 需要从两侧联络道绕滑较长距离才能到达跑道端等

9、待起飞， 不仅滑行距离长， 而且冲突点多， 相比之下卫星式航站楼布局如亚特兰大、希斯罗 t5、仁川等，由于每个卫星厅之间设置了单条或者多条滑行通道， 进离场飞机可直接穿越无需绕滑， 距离和时间可明显降低； 依据白云机场运行经受，绕滑飞机可能比单侧滑行飞机增加 60%以上的地面滑行时间；图 6：亚特兰大机场卫星式航站楼布局卫星厅之间设置两条通道图 7：白云机场指廊式航站楼布局t1-t4 是两侧跑道的联络滑行道四跑道系统构型和运行以跑道系统及配套设施规划建立、跑道运行模式角度，从跑道等待位置设置， 跑道入口设置， 跑道快速出口设置， 跑道穿越道和绕滑道设置，多跑道运行模式下跑道使用均衡性等 方面探

10、讨跑道系统运行效率问题；1. 跑道等待位置设置；繁忙机场， 离场飞机在跑道端等待起飞现象特别普遍，当跑道端部等待空间缺乏时，排队等待飞时机占用滑行道空间，造成滑行道堵塞； 如白云机场在西跑道北端空间有限，等待起飞的飞机常常在t4 滑或者 f 滑上排队，对于从东侧落地需要通过t4 滑绕行至西区机位的进港飞机造成堵塞；图 8：白云机场 19 号跑道飞机等待情形示意图图 9：达拉斯机场 35l 号跑道的等待坪2. 跑道入口设置；增加跑道入口数量可以为飞机进入跑道供应更多项挑选择，当前面飞机故障或其他特别 缘由无法进入跑道起飞时，其他飞机可以通过侧边入口进入跑道，不会造成堵塞； 国机场一般只在跑道端设

11、置一个或者两个跑道入口，而美国机场一般会依据使用情形在跑道端设置多个入口，如图9 中的达拉斯机场，在35l 号跑道端就设置了三个入口；3. 跑道快速出口设置；合理的跑道出口应当是落地飞机在减速到适当速度标准上，飞机在93km/h 速度下可以从 30 度角的快速出口脱离跑道时就能够找到相应出口脱离跑道，尽可能削减落地飞机的跑道占用时间，提高跑道使用效率；美国faa 曾资助弗吉尼亚理工学院对跑道快速出口位置设置问题做过深化讨论，从跑道物理特性标高、坡度等、气象条件大气温度、风向、风速、机型组合各种型号飞机所占比率、飞机着陆性能使用减速板、刹车、反喷等、跑道干湿条件干跑道和湿跑道所占比率等因素入手，

12、讨论飞机着陆过程，建了跑道快速出口优化模型， 优化目标就是讨论机队加权平均跑道占用时间最短条件下的出口位置、数量和类型角度；国机场在规划设计时，一般是依据经受，如在距离跑道端1900m、2300m、2700 米位置设置 30 度夹角的出口， 而不是依据上述因素的具体运算得出快速出口的最正确位置；因此， 在实际运行过程中，跑道出口效率并不是处于最正确状态；4. 跑道穿越道和绕滑道设置；在近距平行跑道构形条件下，外侧跑道落地的飞机需要穿越侧跑道才能到达停机坪，侧跑道起飞飞机必需留出足够的时间间隔来满意飞机穿越要求；因此，当飞机穿越量不断增加 后，对侧跑道起飞时刻的占用会不断增加，跑道运行效率受到肯

13、定影响；为减小飞机穿越对跑道时刻占用影响， 一种方案是在侧跑道两侧修建多条穿越道，多架落地飞机在穿越道口等 待，当侧跑道留出足够穿越间隔时，多架飞机同时穿越， 削减穿越次数；另一种方案就是在跑道端修建绕滑道，到达飞机无需在穿越道口等待，可通过绕滑道到达机坪；图 10：达拉斯机场35l 和 35c 跑道绕滑道图 11：亚特兰大机场 8r 跑道绕滑道绕滑道设置要考虑两个方面因素， 一个是进近面和起飞爬升面的限制， 另一个就是要防止从跑道另一端起飞飞机目视到绕滑飞机机组可能会误以为绕滑飞机是跑道入侵飞机；亚特兰大机场实行了一种方案来解决这个问题，其 8r 跑道绕滑道距跑道端仅 480 米，为了防止绕

14、滑飞机垂直尾翼穿透进近面或起飞爬升面，实行降低绕滑道标高、限制 b757 以下机型通行的方式，同时，在距跑道端约 325 米位置修建遮挡墙来阻挡飞行员视线；5. 跑道使用均衡性；在多跑道运行条件下， 要尽量保持跑道使用的均衡，这种均衡表现在两个方面，一方面是各条跑道使用量相对平稳，一旦使用量向其中一条跑道倾斜，就可能会导致一条跑道在满 负荷或者超负荷运行， 大量飞机在排队起飞或着陆，另一条跑道那么负荷较低甚至处于闲暇 状态； 另一方面是时间上的相对平稳，要将起降时刻依据更小的时间区间加以细分以往都是以 1 小时间隔来排时刻，例如在 1 小时的区间起降量是低于跑道系统容量的，但是细分到 15 分钟的时候就可能会超容；一般地，国机场跑道使用与空中走廊口使用相对应，而走廊口又与航线相对应，因此， 要做到跑道使用均衡， 就需要在航班方案时刻编排时将时间区间平稳性和航线分布平稳性两个因素考虑在；例如，以下是国某机场两条跑道以15 分钟为间隔的使用情形，从中可以看出，两条跑道使用不均衡， 局部时段一条跑道接近满负荷运行