论文部分内容阅读
[摘 要]在航空运输中，由于航空运输服务需求量的空前增长，使得各种保障设施已不能充分适应这种发展速度。以至于在许多航空旅程中，由于时间延误过长而使飞机在快速特性方面的优点被大大地削弱了。这种情况愈演愈烈，航空运输体系的各单元承受着超出其设计能力的压力，造成各个机场的服务质量明显下降。为了准确地确定机场和航空体系各组成部分在处理需求量方面的能力，准确地指出在这些体系中存在的不足，必须开展对容量及其限制因素的研究工作。
[关键词]跑道容量；航班时刻；优化策略
中图分类号：V351.11 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）45-0166-01
1 概述
在我国航空运输业实行政企分开的体制改革以后，各航空公司为了实现最大经济效益，都希望在机场争取有最好的航班时刻。因此，形成了在高峰时机场人满为患、拥挤不堪，而低峰时机场又处于空闲状态的状况，造成机场流量的不平衡。既
要追求经济效益，同时又要使得机场有序高效地运行，就要对机场进行流量管理。流量管理的重点就在于在机场流量小于机场容量的前提下，最大限度提高机场流量。机场一般包括空侧和陆侧。
机场陆侧包括旅客旅行开始至登机的所有在地面行程的设施和服务。机场空侧定义为航空器在机场运行的各组成部分的总体。机场空侧包括跑道，滑行道，停机坪和门位。整个机场的容量受制于空侧容量，而空侧容量又受制于各组成部分跑道容量，滑行道容量，停机坪容量和门位容量中最脆弱的环节。对于绝大多数机场，跑道容量是整个机场容量的瓶颈，如果跑道流量大于跑道容量极容易出现航班延误和地面等待。
跑道流量是指单位时间内跑道起降飞机的架次，跑道容量是指理论上单位时间内跑道能够起降航空器的最大架次。从上面的分析可以看出研究跑道的容量，对于提高跑道流量，降低航班延误和地面等待有着重要的意义，提高跑道流量的一个重要手段就是对进出港航班进行时刻管理，本文就是研究基于跑道容量的航班时刻优化策略。
2 仅供着陆跑道容量的影响因素
跑道容量是一个跑道体系处理飞机活动的最大能力，即当有连续服务要求时，在一个规定的时间问隔里，确定一个跑道体系所能容纳的最大飞行运行架次。仅用于着陆的跑道体系的容量受下列各因素的影响：（1）飞机机型组合，通常按进近速度将飞机分为几个等级来代表其特性；（2）各个不同等级飞机的进近速度；（3）跑道人口前各类飞机共用进近航道的长度；（4）最小空中间隔规定；（5）到达进人口时间误差的大小和在共用进近航道上的速度误差（6）认为可以接受的违反最小空中交通间隔所规定的概率；（7）飞机机型组合中各个等级飞机的平均占用跑道时问，以及在这些平均时间中分散的大小程度。
3 跑道容量模型
不同的跑道其容量不同，相同的跑道其使用策略不同跑道容量也不同。影响跑道容量的因素比较多，主要有航空器进近速度，航空器尾流的间隔标准，飞行规则，起飞流/到达流混合比例，机队混杂比例，空管规则，跑道和滑行道的设计，监视、通信、导航设备以及机场气象条件等等。跑道容量定义为单位时间内跑道能够起降飞机的最大架次，跑道容量一般用跑道对所有类型飞机服务时间的加权平均值来表示：
C为跑道容量；E[T]为平均服务时间； Pij型飞尾随i型飞机的概率； Tij为j型飞机尾随i型飞机时，它们之间的时间间隔。
4 基于跑道容量的航班时刻优化
航班时刻优化是空中交通流量管理的一种重要的方法，通过航班时刻优化把昂贵的空中等待转化为相对低廉的地面等待，以达到延误成本最优化的目的。假如所有航班延误都能控制在飞机起飞前，无疑会产生巨大的经济效益和社会效益。管制人员为推迟对到达请求的响应以便在到达飞机间获得足够的间距插入起飞飞机，响应的将跑道使用优先权分为四级。这里我们使用优先级1，到达飞机使用跑道具有绝对优先权，以最小安全间隔紧密排列，其队列间的间隔允许插入起飞飞机时起飞请求才会被响应。
从单跑道混合容量模型中我们可以看出一对降落之间可以插入的起飞飞机数 是一个重要的参数，只要是能够采用调整航班时刻的方法使得一对降落之间可以插入的起飞飞机数达到一个更高的值就能够增大跑道的容量。这里就从增大一对降落之间可以插入的起飞飞机数的角度出发研究怎样优化航班时刻。
单跑道混合容量模型已经给出了一对到达飞机间插入的起飞飞机平均架数。但考虑到具体的机场，等待起飞的飞机机型是确定的，相继到达的飞机其时间间隔也是确定的，计算相继到达航空器能够插入的起飞飞机架次是必要的。
实例分析时，考虑两架相继到达的飞机之间能够插入的飞机，主要是考虑航班安排往往集中安排在某一个小的时间段。以西安机场为例，参考现在的民航局颁布的春秋时刻表中可以看出，在10：40安排在银川机场起降的航班有十架。而目前银川机场的跑道还是单跑道，并且相关参数也不是很先进，因而往往无法满足如此大的流量。我们通过航班时刻优化系统的计算，在电脑上运行程序，便可得出航班时刻的优化安排，可以看出经过优化之后的航班量对跑道的应用冲突明显减少，因而由于地面等待而造成的厌恶会显而易见的减少。本模型从跑道交通流量受限的角度研究了航班时刻优化问题，考虑了机场跑道实际容量的约束以及这些约束之间的耦合与影响，利用地面等待策略，提出了航班时刻优化策略，通过修改航班时刻表中高峰时段的航班，达到平滑交通流量的目的。
5 结语
因为机场的容量始终是空中交通流量管理的关键技术之一，随着航班的不断增加，对这方面的研究会不断加大加深。在民用航空运行领域，跑道容量在很多方面都需要作为已知前提或限制约束条件，例如空域结构的优化、轨迹优化、宏观与微观流量的管理、航班时刻表的安排、空管自动化决策辅助系统等等。因此，这一基础性的研究必将随着中国民航研究的发展而日益显得重要和紧迫。而在本文中，讨论了航班时刻岸耘艿廊萘亢桨嗍笨逃呕姆治？
赵 迪
（中国民用航空西北地区空中交通管理局）
[摘 要]在航空运输中，由于航空运输服务需求量的空前增长，使得各种保障设施已不能充分适应这种发展速度。以至于在许多航空旅程中，由于时间延误过长而使飞机在快速特性方面的优点被大大地削弱了。这种情况愈演愈烈，航空运输体系的各单元承受着超出其设计能力的压力，造成各个机场的服务质量明显下降。为了准确地确定机场和航空体系各组成部分在处理需求量方面的能力，准确地指出在这些体系中存在的不足，必须开展对容量及其限制因素的研究工作。
[关键词]跑道容量；航班时刻；优化策略
中图分类号：V351.11 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）45-0166-01
才庞肱艿廊萘恐涞幕ハ嘤跋旌土怠MüP头治鑫颐强梢缘贸觯涸诎才乓桓龊侠淼暮桨嗍笨痰氖焙颍艿廊萘渴且桓霾豢扇鄙俚挠跋煲蛩兀环垂此担艿廊萘坑肱艿莱逋坏鹊扔牒桨嗍笨痰陌才乓灿胁豢煞指畹牧怠Mü怕溆畔群屠敫酆娇掌魇笨逃呕梢蕴岣呋∨艿廊萘渴迪至髁抗芾淼哪康拇佣跎俸娇掌骺罩械却秃桨嘌游蟆？参考文献
[1]戴福青和唐天琪.程序管制条件下进近模式与飞行容量关系研究。中国民航学院学报，2003（9）
[2]胡明华，刘松，苏兰根.基于统计分析的单跑道容量评估模型研究[J].数据采集与处理，2012，15（1）：74.77
[3]王维，李伟.近距平行跑道一起一降模式下的容量计算[J].中国民航大学学报，2013（6）：20.22
[4]理查德·德·纽弗威尔，阿米第.欧都尼.机场系统：规划、设计和管理[M].北京：中国民航出版社，2013
[5]刘源.采用近距平行跑道配对进近可行性探讨[J].空中交通管理，2009（10）：4.5
[关键词]跑道容量；航班时刻；优化策略
中图分类号：V351.11 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）45-0166-01
1 概述
在我国航空运输业实行政企分开的体制改革以后，各航空公司为了实现最大经济效益，都希望在机场争取有最好的航班时刻。因此，形成了在高峰时机场人满为患、拥挤不堪，而低峰时机场又处于空闲状态的状况，造成机场流量的不平衡。既
要追求经济效益，同时又要使得机场有序高效地运行，就要对机场进行流量管理。流量管理的重点就在于在机场流量小于机场容量的前提下，最大限度提高机场流量。机场一般包括空侧和陆侧。
机场陆侧包括旅客旅行开始至登机的所有在地面行程的设施和服务。机场空侧定义为航空器在机场运行的各组成部分的总体。机场空侧包括跑道，滑行道，停机坪和门位。整个机场的容量受制于空侧容量，而空侧容量又受制于各组成部分跑道容量，滑行道容量，停机坪容量和门位容量中最脆弱的环节。对于绝大多数机场，跑道容量是整个机场容量的瓶颈，如果跑道流量大于跑道容量极容易出现航班延误和地面等待。
跑道流量是指单位时间内跑道起降飞机的架次，跑道容量是指理论上单位时间内跑道能够起降航空器的最大架次。从上面的分析可以看出研究跑道的容量，对于提高跑道流量，降低航班延误和地面等待有着重要的意义，提高跑道流量的一个重要手段就是对进出港航班进行时刻管理，本文就是研究基于跑道容量的航班时刻优化策略。
2 仅供着陆跑道容量的影响因素
跑道容量是一个跑道体系处理飞机活动的最大能力，即当有连续服务要求时，在一个规定的时间问隔里，确定一个跑道体系所能容纳的最大飞行运行架次。仅用于着陆的跑道体系的容量受下列各因素的影响：（1）飞机机型组合，通常按进近速度将飞机分为几个等级来代表其特性；（2）各个不同等级飞机的进近速度；（3）跑道人口前各类飞机共用进近航道的长度；（4）最小空中间隔规定；（5）到达进人口时间误差的大小和在共用进近航道上的速度误差（6）认为可以接受的违反最小空中交通间隔所规定的概率；（7）飞机机型组合中各个等级飞机的平均占用跑道时问，以及在这些平均时间中分散的大小程度。
3 跑道容量模型
不同的跑道其容量不同，相同的跑道其使用策略不同跑道容量也不同。影响跑道容量的因素比较多，主要有航空器进近速度，航空器尾流的间隔标准，飞行规则，起飞流/到达流混合比例，机队混杂比例，空管规则，跑道和滑行道的设计，监视、通信、导航设备以及机场气象条件等等。跑道容量定义为单位时间内跑道能够起降飞机的最大架次，跑道容量一般用跑道对所有类型飞机服务时间的加权平均值来表示：
C为跑道容量；E[T]为平均服务时间； Pij型飞尾随i型飞机的概率； Tij为j型飞机尾随i型飞机时，它们之间的时间间隔。
4 基于跑道容量的航班时刻优化
航班时刻优化是空中交通流量管理的一种重要的方法，通过航班时刻优化把昂贵的空中等待转化为相对低廉的地面等待，以达到延误成本最优化的目的。假如所有航班延误都能控制在飞机起飞前，无疑会产生巨大的经济效益和社会效益。管制人员为推迟对到达请求的响应以便在到达飞机间获得足够的间距插入起飞飞机，响应的将跑道使用优先权分为四级。这里我们使用优先级1，到达飞机使用跑道具有绝对优先权，以最小安全间隔紧密排列，其队列间的间隔允许插入起飞飞机时起飞请求才会被响应。
从单跑道混合容量模型中我们可以看出一对降落之间可以插入的起飞飞机数 是一个重要的参数，只要是能够采用调整航班时刻的方法使得一对降落之间可以插入的起飞飞机数达到一个更高的值就能够增大跑道的容量。这里就从增大一对降落之间可以插入的起飞飞机数的角度出发研究怎样优化航班时刻。
单跑道混合容量模型已经给出了一对到达飞机间插入的起飞飞机平均架数。但考虑到具体的机场，等待起飞的飞机机型是确定的，相继到达的飞机其时间间隔也是确定的，计算相继到达航空器能够插入的起飞飞机架次是必要的。
实例分析时，考虑两架相继到达的飞机之间能够插入的飞机，主要是考虑航班安排往往集中安排在某一个小的时间段。以西安机场为例，参考现在的民航局颁布的春秋时刻表中可以看出，在10：40安排在银川机场起降的航班有十架。而目前银川机场的跑道还是单跑道，并且相关参数也不是很先进，因而往往无法满足如此大的流量。我们通过航班时刻优化系统的计算，在电脑上运行程序，便可得出航班时刻的优化安排，可以看出经过优化之后的航班量对跑道的应用冲突明显减少，因而由于地面等待而造成的厌恶会显而易见的减少。本模型从跑道交通流量受限的角度研究了航班时刻优化问题，考虑了机场跑道实际容量的约束以及这些约束之间的耦合与影响，利用地面等待策略，提出了航班时刻优化策略，通过修改航班时刻表中高峰时段的航班，达到平滑交通流量的目的。
5 结语
因为机场的容量始终是空中交通流量管理的关键技术之一，随着航班的不断增加，对这方面的研究会不断加大加深。在民用航空运行领域，跑道容量在很多方面都需要作为已知前提或限制约束条件，例如空域结构的优化、轨迹优化、宏观与微观流量的管理、航班时刻表的安排、空管自动化决策辅助系统等等。因此，这一基础性的研究必将随着中国民航研究的发展而日益显得重要和紧迫。而在本文中，讨论了航班时刻岸耘艿廊萘亢桨嗍笨逃呕姆治？
赵 迪
（中国民用航空西北地区空中交通管理局）
[摘 要]在航空运输中，由于航空运输服务需求量的空前增长，使得各种保障设施已不能充分适应这种发展速度。以至于在许多航空旅程中，由于时间延误过长而使飞机在快速特性方面的优点被大大地削弱了。这种情况愈演愈烈，航空运输体系的各单元承受着超出其设计能力的压力，造成各个机场的服务质量明显下降。为了准确地确定机场和航空体系各组成部分在处理需求量方面的能力，准确地指出在这些体系中存在的不足，必须开展对容量及其限制因素的研究工作。
[关键词]跑道容量；航班时刻；优化策略
中图分类号：V351.11 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）45-0166-01
才庞肱艿廊萘恐涞幕ハ嘤跋旌土怠MüP头治鑫颐强梢缘贸觯涸诎才乓桓龊侠淼暮桨嗍笨痰氖焙颍艿廊萘渴且桓霾豢扇鄙俚挠跋煲蛩兀环垂此担艿廊萘坑肱艿莱逋坏鹊扔牒桨嗍笨痰陌才乓灿胁豢煞指畹牧怠Mü怕溆畔群屠敫酆娇掌魇笨逃呕梢蕴岣呋∨艿廊萘渴迪至髁抗芾淼哪康拇佣跎俸娇掌骺罩械却秃桨嘌游蟆？参考文献
[1]戴福青和唐天琪.程序管制条件下进近模式与飞行容量关系研究。中国民航学院学报，2003（9）
[2]胡明华，刘松，苏兰根.基于统计分析的单跑道容量评估模型研究[J].数据采集与处理，2012，15（1）：74.77
[3]王维，李伟.近距平行跑道一起一降模式下的容量计算[J].中国民航大学学报，2013（6）：20.22
[4]理查德·德·纽弗威尔，阿米第.欧都尼.机场系统：规划、设计和管理[M].北京：中国民航出版社，2013
[5]刘源.采用近距平行跑道配对进近可行性探讨[J].空中交通管理，2009（10）：4.5