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[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。跑道是关键所在，本文通过对多跑道机场运行环境的研究，找到多跑道机场容量的瓶颈，为航班时刻的制定和机场的运行规划提出理论依据。
[关键词]跑道构型；运行模式
中图分类号：V355.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）37-0347-01
引言
随着我国民航事业的快速发展，空中交通流量急剧增长，许多机场（特别是枢纽机场）终端区的交通流量越来越拥挤，造成航班大量延误，这给空中交通管理部门和机场带来了前所未有的压力。为缓解交通压力，多跑道的设计和应用被提上了日程。目前，发达国家的某些枢纽机场最多甚至建了7条跑道。我国多跑道机场的数量也在不断增加，多跑道运行已成为空管和机场发展的一个必然趋势。
目前，我国北京首都机场、上海浦东机场、广州白云机场，昆明长水机场等一些机场已经建设并实施了多跑道运行，这些机场将构成我国航空运输的中坚力量。然而，除北京、上海和广州机场之外，我国大多数多跑道机场的运行时间不长，积累经验也不足，特别是在管制策略、运行法规和规范的研究方面显得较为薄弱。实施多跑道运行的机场和相关管制单位在生产运行中存在诸多共性和特性的问题，直接影响着机场运行的效率，造成了资源的浪费。这些因素不仅有可能给安全带来隐患，也可能制约机场运行效能的发挥。
一 昆明长水国际机场跑道容量分析
1.1独立平行仪表进近
独立平行仪表进近模式，是指在相邻的平行跑道仪表着陆系统上进近的航空器之间不需要配备规定的雷达间隔时，在平行跑道上同时进行的仪表着陆系统进近的运行模式。2015年4月7日起，云南空管分局将对赴昆明长水国际机场落地的航班将采取独立平行仪表进近。这标志着云南空管分局了实现独立平行仪表进近和独立平行离场的"双独立"运行模式，云南空管分局的双跑道运行模式将达到世界先进水平。
独立平行仪表进近模式是在长水机场原有相关平行仪表进近基础上，取消了两条跑道落地飞机之间4公里的水平间隔限制，彼此不再受约束，只需考虑同跑道航迹上前后落地飞机间的尾流间隔和地面航班起飞需要。
1.2独立平行仪表进近的容量计算
本文在计算跑道容量模型之前，重点考虑时间间隔，同时需要假设几个条件：
①飞机对跑道的需求是连续不间断的；
②进近飞机的到达概率是完全随机的；
③该跑道容量是使用ILS，雷达管制下的理论最大容量，其中没有考虑滑行道、停机坪以及空域等其他因素的影响[16]。
④飞行放行时间间隔规定参照2.5.2中的间隔标准。根据大量航班时刻统计，07：00～12：00 是早出港高峰，17：00～21：00 是晚进港高峰。由于进离场流的比例不同，所以将采取不同的运行策略。
昆明长水机场地面运行参数：
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；
②离场航空器的跑道平均占用时间设定为56秒；
③相关速度：重型机最后进近速度为300千米/小时，中型机最后进近速度为260千米/小时；
④航空器的平均滑行速度设定为45千米/小时；
（1）以出港为主的运行
在出港高峰期间，设定此时的运行策略为 03跑道只用于起飞[17]，04跑道用于起飞/降落（即西跑道用于起飞，东跑道混合运行）。在长水机场起降的飞机中，以中型机为主，轻型机数量极少，可以忽略，重型机数量不多，以中型机9：1重型机考虑。在容量评估过程中，采用如表 4.1 所示简化的降落尾流间隔标准。
①对于03号跑道：假设起飞航空器跑道占用时间为56″，中——中尾流间隔2min，考虑仪表飞行放行时间间隔规定。
E03（T）=56″+74″*0.9 +114″*0.1=134″，
C03=3600″/134″=26架次/小时。
②对于04号跑道：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；
离场航空器的跑道平均占用时间设定为56秒；
相关速度：重型机最后进近速度为300千米/小时，中型机最后进近速度为260千米/小时；
航空器的平均滑行速度设定为30千米/小时；
假设起飞流与进场流1：1，为一起一降模式。
中型机比例Pm=0.9，重型机比例PH=0.1，计算跑道容量。
重——重比例PHH=0.1*0.1=0.01；
重——中比例PHM等于中——中比例PMH=0.1*0.9=0.09；
中——中比例PMM=0.9*0.9=0.81。
设航空器对距离为5公里，则
重——重情况下，△t=5*3600/300=60″；E1（T）=56″+60″+60″=176″
重——中情况下，△t=5*3600/260=69″；E2（T）=56″+69″+50″=175″
中——重情况下，EE（T）=56″+60″+60″=176″；
中——中情况下，ER（T）=56″+69″+50″=175″。
由上，得E04（T）=176*0.01+175*0.09+176*0.09+175*0.81=175″，
C04=（3600/175）*2=41架次/小时。
機场容量=67架次/小时 （2）以进港为主的运行
在进场高峰，设定此时的运行策略为03号跑道用于降落，04号跑道用于起飞/降落（即西跑道降落，东跑道起飞/降落）
①对于03号跑道
假设中型机比例Pm=0.9，重型机比例PH=0.1，则
重——重比例PHH=0.1*0.1=0.01；
重——中比例PHM等于中——中比例PMH=0.1*0.9=0.09；
中——中比例PMM=0.9*0.9=0.81。
在重——重情况下，考虑尾流间隔8公里，则
△t=8*3600/300=96″；E1（T）=60+96=156″。
在重——中情况下，考虑尾流间隔10公里，则
△t=10*3600/260=138″；E2（T）=60+138=198″。
在中——重情况下，考虑尾流间隔6公里，则
△t=6*3600/300=72″；E3（T）=50+72=122″。
在中——中情况下，考虑尾流间隔6公里，则
△t=6*3600/260=83″；E4（T）=50+83=133″。
由上所述可得：E03（T）=156*0.01+198*0.09+122*0.09+133*0.81=138″
得出C03=3600/138=26架次/小时。
②对于04号跑道容量计算与第一种情况的计算方法相同，得出
C04=（3600/175）*2=41架次/小时。
机场容量=67架次/小时
（3）进港出港比例为1：1的运行
此时进港流和出港流大致相等，设定两条跑道均在一起一降模式下独立运行，彼此不受间隔规定限制。故03，04号跑道容量与第一种情况计算方法相同，由于昆明长水国际机场航站楼停机坪均位于两条跑道中间，故不考虑跑到穿道的情况。
得出：C03=C04=（3600/175）*2=41架次/小时。机场容量=82架次/小时
二 关于提高昆明长水国际机场容量的建议
影响跑道的决定因素还在于跑道的占用时间，昆明机场属于高原机场，
飞行区工程建设规模为按照4F标准规划，二期工程规划为4条跑道。此時必须考虑跑道穿越，飞机绕行等问题。展望未来四条跑道，提出以下地面运行建议：
（1）多跑道机场可设立两个或两个以上地面管制席位，更有利于监控飞机的地面运行动态，防止航空器发生场面运行冲突，塔台管制员指挥飞机穿越跑道时，需经地面管制席同意；
（2）多跑道机场应修建平行滑行道，增设平行滑行道有利于调配起飞飞机顺序，有效分离进离场滑行流，减少冲突，提高跑道起降按照固定、单向、顺向、循环原则组织地面滑行；此外增设环形交叉口也有利于调配冲突，避免对头冲突的发生。
（3）合理分配航空器穿越跑道时间，尽量将跑道穿越对跑道使用的影响降最小；当起降需求量较大时可启用绕滑，减少穿越跑道对起降航空器的影响。此外，穿越起飞跑道时，应使用远端联络道穿越起飞跑道；
（4）管制员发布穿越指令的时机，一是起飞飞机起飞后穿越，二是先发布穿越指令，当穿越航空器机头进入跑道后，发布跑道外等待的航空器进入跑道的指令，确保跑道安全；在穿越跑道前，管制员应提前告知机组穿越后的滑行路线，不允许飞机在穿越跑道后，停在滑行道上等待下一步的滑行指令，以免飞机尾流对起飞航空器造成影响。
参考文献
[1]武丁杰.近距平行跑道容量评估与优化[D]。
[2]武丁杰.相关运行条件下的双跑道容量评估[D]。
[关键词]跑道构型；运行模式
中图分类号：V355.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）37-0347-01
引言
随着我国民航事业的快速发展，空中交通流量急剧增长，许多机场（特别是枢纽机场）终端区的交通流量越来越拥挤，造成航班大量延误，这给空中交通管理部门和机场带来了前所未有的压力。为缓解交通压力，多跑道的设计和应用被提上了日程。目前，发达国家的某些枢纽机场最多甚至建了7条跑道。我国多跑道机场的数量也在不断增加，多跑道运行已成为空管和机场发展的一个必然趋势。
目前，我国北京首都机场、上海浦东机场、广州白云机场，昆明长水机场等一些机场已经建设并实施了多跑道运行，这些机场将构成我国航空运输的中坚力量。然而，除北京、上海和广州机场之外，我国大多数多跑道机场的运行时间不长，积累经验也不足，特别是在管制策略、运行法规和规范的研究方面显得较为薄弱。实施多跑道运行的机场和相关管制单位在生产运行中存在诸多共性和特性的问题，直接影响着机场运行的效率，造成了资源的浪费。这些因素不仅有可能给安全带来隐患，也可能制约机场运行效能的发挥。
一 昆明长水国际机场跑道容量分析
1.1独立平行仪表进近
独立平行仪表进近模式，是指在相邻的平行跑道仪表着陆系统上进近的航空器之间不需要配备规定的雷达间隔时，在平行跑道上同时进行的仪表着陆系统进近的运行模式。2015年4月7日起，云南空管分局将对赴昆明长水国际机场落地的航班将采取独立平行仪表进近。这标志着云南空管分局了实现独立平行仪表进近和独立平行离场的"双独立"运行模式，云南空管分局的双跑道运行模式将达到世界先进水平。
独立平行仪表进近模式是在长水机场原有相关平行仪表进近基础上，取消了两条跑道落地飞机之间4公里的水平间隔限制，彼此不再受约束，只需考虑同跑道航迹上前后落地飞机间的尾流间隔和地面航班起飞需要。
1.2独立平行仪表进近的容量计算
本文在计算跑道容量模型之前，重点考虑时间间隔，同时需要假设几个条件：
①飞机对跑道的需求是连续不间断的；
②进近飞机的到达概率是完全随机的；
③该跑道容量是使用ILS，雷达管制下的理论最大容量，其中没有考虑滑行道、停机坪以及空域等其他因素的影响[16]。
④飞行放行时间间隔规定参照2.5.2中的间隔标准。根据大量航班时刻统计，07：00～12：00 是早出港高峰，17：00～21：00 是晚进港高峰。由于进离场流的比例不同，所以将采取不同的运行策略。
昆明长水机场地面运行参数：
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；
②离场航空器的跑道平均占用时间设定为56秒；
③相关速度：重型机最后进近速度为300千米/小时，中型机最后进近速度为260千米/小时；
④航空器的平均滑行速度设定为45千米/小时；
（1）以出港为主的运行
在出港高峰期间，设定此时的运行策略为 03跑道只用于起飞[17]，04跑道用于起飞/降落（即西跑道用于起飞，东跑道混合运行）。在长水机场起降的飞机中，以中型机为主，轻型机数量极少，可以忽略，重型机数量不多，以中型机9：1重型机考虑。在容量评估过程中，采用如表 4.1 所示简化的降落尾流间隔标准。
①对于03号跑道：假设起飞航空器跑道占用时间为56″，中——中尾流间隔2min，考虑仪表飞行放行时间间隔规定。
E03（T）=56″+74″*0.9 +114″*0.1=134″，
C03=3600″/134″=26架次/小时。
②对于04号跑道：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；
离场航空器的跑道平均占用时间设定为56秒；
相关速度：重型机最后进近速度为300千米/小时，中型机最后进近速度为260千米/小时；
航空器的平均滑行速度设定为30千米/小时；
假设起飞流与进场流1：1，为一起一降模式。
中型机比例Pm=0.9，重型机比例PH=0.1，计算跑道容量。
重——重比例PHH=0.1*0.1=0.01；
重——中比例PHM等于中——中比例PMH=0.1*0.9=0.09；
中——中比例PMM=0.9*0.9=0.81。
设航空器对距离为5公里，则
重——重情况下，△t=5*3600/300=60″；E1（T）=56″+60″+60″=176″
重——中情况下，△t=5*3600/260=69″；E2（T）=56″+69″+50″=175″
中——重情况下，EE（T）=56″+60″+60″=176″；
中——中情况下，ER（T）=56″+69″+50″=175″。
由上，得E04（T）=176*0.01+175*0.09+176*0.09+175*0.81=175″，
C04=（3600/175）*2=41架次/小时。
機场容量=67架次/小时 （2）以进港为主的运行
在进场高峰，设定此时的运行策略为03号跑道用于降落，04号跑道用于起飞/降落（即西跑道降落，东跑道起飞/降落）
①对于03号跑道
假设中型机比例Pm=0.9，重型机比例PH=0.1，则
重——重比例PHH=0.1*0.1=0.01；
重——中比例PHM等于中——中比例PMH=0.1*0.9=0.09；
中——中比例PMM=0.9*0.9=0.81。
在重——重情况下，考虑尾流间隔8公里，则
△t=8*3600/300=96″；E1（T）=60+96=156″。
在重——中情况下，考虑尾流间隔10公里，则
△t=10*3600/260=138″；E2（T）=60+138=198″。
在中——重情况下，考虑尾流间隔6公里，则
△t=6*3600/300=72″；E3（T）=50+72=122″。
在中——中情况下，考虑尾流间隔6公里，则
△t=6*3600/260=83″；E4（T）=50+83=133″。
由上所述可得：E03（T）=156*0.01+198*0.09+122*0.09+133*0.81=138″
得出C03=3600/138=26架次/小时。
②对于04号跑道容量计算与第一种情况的计算方法相同，得出
C04=（3600/175）*2=41架次/小时。
机场容量=67架次/小时
（3）进港出港比例为1：1的运行
此时进港流和出港流大致相等，设定两条跑道均在一起一降模式下独立运行，彼此不受间隔规定限制。故03，04号跑道容量与第一种情况计算方法相同，由于昆明长水国际机场航站楼停机坪均位于两条跑道中间，故不考虑跑到穿道的情况。
得出：C03=C04=（3600/175）*2=41架次/小时。机场容量=82架次/小时
二 关于提高昆明长水国际机场容量的建议
影响跑道的决定因素还在于跑道的占用时间，昆明机场属于高原机场，
飞行区工程建设规模为按照4F标准规划，二期工程规划为4条跑道。此時必须考虑跑道穿越，飞机绕行等问题。展望未来四条跑道，提出以下地面运行建议：
（1）多跑道机场可设立两个或两个以上地面管制席位，更有利于监控飞机的地面运行动态，防止航空器发生场面运行冲突，塔台管制员指挥飞机穿越跑道时，需经地面管制席同意；
（2）多跑道机场应修建平行滑行道，增设平行滑行道有利于调配起飞飞机顺序，有效分离进离场滑行流，减少冲突，提高跑道起降按照固定、单向、顺向、循环原则组织地面滑行；此外增设环形交叉口也有利于调配冲突，避免对头冲突的发生。
（3）合理分配航空器穿越跑道时间，尽量将跑道穿越对跑道使用的影响降最小；当起降需求量较大时可启用绕滑，减少穿越跑道对起降航空器的影响。此外，穿越起飞跑道时，应使用远端联络道穿越起飞跑道；
（4）管制员发布穿越指令的时机，一是起飞飞机起飞后穿越，二是先发布穿越指令，当穿越航空器机头进入跑道后，发布跑道外等待的航空器进入跑道的指令，确保跑道安全；在穿越跑道前，管制员应提前告知机组穿越后的滑行路线，不允许飞机在穿越跑道后，停在滑行道上等待下一步的滑行指令，以免飞机尾流对起飞航空器造成影响。
参考文献
[1]武丁杰.近距平行跑道容量评估与优化[D]。
[2]武丁杰.相关运行条件下的双跑道容量评估[D]。