機場終端區(qū)進離場程序容量評估

靳宇波

【摘 要】 確定和提高終端區(qū)容量對減少航班延誤和保障飛行安全有著較高的意義。進離場程序的容量是構(gòu)成終端區(qū)容量的單元，精確計算終端區(qū)進離場程序容量對評估終端區(qū)容量具有重要意義。分別建立航段容量、轉(zhuǎn)彎點容量以及終端區(qū)匯聚容量模型，并以上海浦東機場一條離場程序為例進行算例分析，得出離場程序容量。

【關(guān)鍵詞】 終端區(qū)；進離場程序；容量評估

【中圖分類號】 G64.23 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 2095-3089（2016）25-00-02

引言：

由于國內(nèi)空域緊張，空域現(xiàn)狀復(fù)雜，軍航活動頻繁并占用大部分空域，機場終端區(qū)通常都是航班密度最大、航線最復(fù)雜、限制最多、沖突最大的區(qū)域，機場終端區(qū)承受著巨大的交通流量。因此在終端區(qū)內(nèi)容易造成較大經(jīng)濟損失和引起事故隱患。由于終端區(qū)連接著航路和機場，但是容量較兩者較小，所以終端區(qū)往往會成為該系統(tǒng)的瓶頸[1]。

1 終端區(qū)容量定義以及影響因素

終端區(qū)容量是指針對一定的空域系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（包括空域結(jié)構(gòu)與飛行程序等）、管制規(guī)則和安全等級，考慮隨機因素（如管制員因素、氣象因素等）的影響。且航班連續(xù)地進入終端區(qū)的情況下，單位時間內(nèi)所能容納的最大航班數(shù)量[2]。

終端區(qū)是航空器從航路飛行到進離場階段的飛行過渡區(qū)，該區(qū)域內(nèi)可包括一個或者多個機場，其容量受眾多因素的影響，這些因素可以統(tǒng)稱為容量限制因素，主要的容量限制因素如下[3]：

（1）終端區(qū)的空域結(jié)構(gòu)及其復(fù)雜性。

（2）終端區(qū)與區(qū)域、機場的耦合情況。

（3）終端區(qū)內(nèi)的管制服務(wù)方式、服務(wù)等級、飛行規(guī)則以及安全性要求。

（4）管制員的工作能力與負荷。

（5）空中交通管理保障系統(tǒng)（如通信、導(dǎo)航、監(jiān)視設(shè)備）的種類、分布及其可靠性。

（6）氣象條件。

（7）其他一些物理或技術(shù)性因素。

2 進離場程序容量模型建立

對于進離場程序容量的計算，考慮上述各節(jié)所述因素對進離場程序的影響。，然后計算飛行程序中交叉點的容量，，從而進場容量即為各個單條飛行程序的容量和相互交叉的飛行程序的容量的總和。進場程序和離場程序容量的和：

計算每條進離場程序的容量，然后考慮公共的航段和相互的交叉點，計算各條程序所分的最大的容量，然后將航路網(wǎng)的容量歸到進離場的交接點上，計算交接點出的容量值。

2.1航段容量

航段容量的限制條件只有一個，就是航段的長度。假設(shè)進近航段的長度為L，最小間隔為X。并假設(shè)一架速度為Vi的飛機A飛過航路入口點O之后，有一架速度為Vj的飛機B要進入航路，為了使兩架飛機在航路中始終保持所需的間隔，第二架需要在第一架飛機飛過航路入口點時間為Tij時才允許飛進航路。Tij應(yīng)該有一個最小值，下面進行Tij值計算，如圖所示。

2.2轉(zhuǎn)彎容量

前機的速度為V1，后機的速度為V2，轉(zhuǎn)彎的角度為θ，終端區(qū)的雷達管制間隔為HD。如果，（后機速度大），則間隔為，放行時間為，如果，（前機速度大），則放行間隔為HD放行時間為，則轉(zhuǎn)彎點的容量為：

2.3終端區(qū)匯聚飛行容量評估模型

根據(jù)終端區(qū)航路結(jié)構(gòu)和航空器飛行的特點，建立航空器進場匯聚飛行狀態(tài)下的數(shù)學(xué)模型，如下圖所示，

假定前后機F1、F2分別從航路AO、BO向交叉點O飛行，飛機F1的速度為V1，飛機F2的速度為V2，假定在t=0時刻，飛機F1在點O處，飛機F2在點D處，航段OC與航段OB之間的夾角為a，航段OA與航段OB之間的夾角為b，設(shè)兩架飛機之間的水平間隔是X，經(jīng)過時間t前機飛行距離為v1t，后機飛行的距離為v2t，根據(jù)余弦定理可得

4 結(jié)論

進離場程序容量是整個終端區(qū)容量的單元，所以精確計算進離場程序容量對評估終端區(qū)容量具有重要意義[4]。本文通過建立終端區(qū)航段容量模型、轉(zhuǎn)彎容量模型以及終端區(qū)匯聚容量模型，并以某離場程序為例通過算例計算出結(jié)果，得到該離場程序的容量具體數(shù)值。

參考文獻：

[1]黎新華，張兆寧，王莉莉.基于跟馳穩(wěn)定的終端區(qū)容量評估方法[J].系統(tǒng)工程理論與實踐，2009，29（02）.

[2]李印鳳.終端區(qū)容量評估技術(shù)研究[D].南京航空航天大學(xué)，2010.

[3]高偉，黃朝偉.重慶機場終端區(qū)容量評估的仿真研究[J].中國民航大學(xué)學(xué)報，2010，28（05）：1-4.

[4]別翌薈.基于交通流優(yōu)化的終端區(qū)容量提升研究[D].南京航空航天大學(xué)，2014.