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民航大蓝洞:乌鲁木齐机场能见度-航班延误分析

 2018-05-30 来源:民航资源网 作者:Thierry Liu  [投稿排行榜]
2018-05-31 10:09:01

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  导读

  1、低能见天气在乌鲁木齐机场的整个冬季都处于高发状态,其中12月、1月、2月发生率高达近100%。

  2、能见度与航班进离场延误和航班取消数量之间关系密切,航班延误时间随能见度减小而增加的趋势近似指数型分布。

  3、航班取消对于低能见情况下缓解航班延误并无太大帮助。

  概述

  能见度[本文中能见度包含能见度(VIS)和跑道视程,后不特别说明能见度均包含上述两个概念]作为航班起飞和着陆标准中的硬性指标,直接关系到航班正常性。能见度与雷暴、降水不同,后者可以参考云的位置、跑道道面摩擦效应等判断航班是否能够起飞,一旦能见度低于运行最低标准,飞机禁止起降。

  乌鲁木齐/地窝堡机场因地处两山交界处,冬季盛行东北风,北部颗粒物淤积于此,加上该地气温常处于-10℃-0℃区间内,该温度区间有利于冻雾发展。因此,冬季乌鲁木齐机场低能见度情况多发。本文将以该机场为对象,定量描述能见度与航班延误之间的关系。

  1气象情况分析

  乌鲁木齐/地窝堡机场起飞标准VIS/RVR为800米/400米,最低着陆标准(不考虑CAT II ILS程序),VIS/RVR为800米/550米。根据民航规章《大型飞机公共航空运输承运人运行合格审定规则(CCAR-121-R5)》,新机长落地标准应在原能见度基础上增加800米或等效跑道视程,当机场能见度低于1600米时,无法着陆,因此,将VIS 1600米作为本文界定是否为低能见度的条件。经过对该机场16-17冬春航季(2016年10月30日至2017年3月25日,为便于数据统计,实际取2016年10月至2017年3月整体数据)气象报文的统计分析,得到以下结论。

  1.1低能见概况

  由图1可知,乌鲁木齐机场在整个冬春航季,低能见发生极为频繁,从11月至次年3月均为高发季节,其中12月、1月、2月低能见发生频率几乎高达100%。

乌鲁木齐机场每月发生低能见天气的日数

  图1:乌鲁木齐机场每月发生低能见天气的日数


  图2为乌鲁木齐机场低能见度天持续时间-日数分布图,由该图可知,大部分低能见度天气的持续时间都在840分钟(14小时)以上,共有67天,而短于840分钟的低能见天气仅有56天。其中,甚至有12天,低能见度持续时间为24小时。

乌鲁木齐机场低能见天气持续时间-日数分布

  图2:乌鲁木齐机场低能见天气持续时间-日数分布


  统计乌鲁木齐机场每日低能见度天气开始时间得到图3,由此可知绝大多数低能见天气开始于午夜至凌晨时段,其中大部分日期中,开始时间都在0时,而考虑到开始在前半夜(1800-2359)的低能见天气仅有两天,以及该机场很多时候低能见持续时间近24小时,同时12月、1月、2月低能见发生概率近100%,可以推测,该机场低能见天气通常为长时间连续存在的天气。

  由此可知,低能见天气为冬春航季困扰乌鲁木齐机场的首要恶劣天气之一。

乌鲁木齐机场低能见天气开始时间-日数分布

  图3:乌鲁木齐机场低能见天气开始时间-日数分布


  1.2能见度特征值

  统计乌鲁木齐机场整个冬春航季能见度,得到日均能见度-日数分布(图4),从该图可知,日均能见度低于1600米的日数约占整个航季的1/4。

乌鲁木齐机场日均能见度-日数分布

  图4:乌鲁木齐机场日均能见度-日数分布


  再根据该机场日最低能见度统计发生日数,得到图5,根据图5,日最低能见度低于机场起飞和着陆最低标准(800米)的日期,以及低于新机长着陆最低标准(1600米)的日数均占到该航季总日数的约1/3。

乌鲁木齐机场日最低能见度-日数分布

  图5:乌鲁木齐机场日最低能见度-日数分布


  综上,该机场在无II类盲降能力的时候,有近1/3的日期出现过完全无法着陆的情况,该情况势必对当日航班正常性产生极大影响。

  2航班运行情况分析

  2.1航班量

  2016-2017冬春航季,乌鲁木齐机场计划进离场航班总数69773班,平均日航班量383班,其中计划离场航班数34770班,计划进场航班数35003班;实际进离场航班数66064班,平均日实际航班量449班。各月(含2016年10月和2017年3月整月)航班量见图6。

乌鲁木齐机场航班量统计图

  图6:乌鲁木齐机场航班量统计图


  2.2离场延误

  图7展示了乌鲁木齐机场16-17冬春航季航空器日均离场延误分布,该航季内平均日均离场延误为36分钟。由图7可知,长时间的航班延误主要发生在12月至2月,上述三个月内的平均日均离场延误为52分钟;该航季内最长延误时间发生在17年2月20日,达293分钟。

乌鲁木齐机场日均离场延误时间分布

  图7:乌鲁木齐机场日均离场延误时间分布

  2.3进场延误

  乌鲁木齐机场16-17冬春航季航空器平均日均进场延误分布为28分钟。由图8—乌鲁木齐机场日均离场延误时间分布—可知,长时间的航班延误同样集中在在12月到2月,上述三个月内的平均日均到达延误为39分钟;该航季内最长延误时间发生在17年2月20日,分别为287分钟。与离场延误相比,无论在均值还是极值方面,进场航班延误情况均小于离场航班,这应该是由航班链和航班过站时间安排造成的,当前序航班因天气等原因发生延误时,若无法更换航空器,或过站时间安排不够充分时,进场延误势必加剧后续离场延误。

乌鲁木齐机场日均进场延误时间分布

  图8:乌鲁木齐机场日均进场延误时间分布


  2.4取消航班数

  16-17航季乌鲁木齐机场取消航班数共计3709班,平均每日取消航班数为25班,占全天航班总数的6.5%。各月取消航班数如图9所示,可见进离场航班取消量最大的月份均为12月,全月共取消1279班,平均日取消航班数达41班,占全天计划航班数的9%。

乌鲁木齐机场每月取消航班数统计图

  图9:乌鲁木齐机场每月取消航班数统计图


  3能见度-航班运行情况分析

  3.1能见度-离场延误分析

  图10为日均离场延误-日最小能见度分布图。由图13可知,日最小能见度较小时,航班延误激增,随着日最小能见度增大,日均离场延误时间迅速减小,并呈现收敛趋势,总体呈幂为负的指数型增长。

乌鲁木齐机场日均离场延误-日最小能见度分布图

  图10:乌鲁木齐机场日均离场延误-日最小能见度分布图


  3.2能见度-进场延误分析

  图11为日均进场延误-日最小能见度分布图。与离场延误类似,日均进场延误在日最小能见度较小时较大,后随能见度增加呈负指数型增长。但在能见度较小时,其延误剧烈程度不及离场延误(以延误60分钟为界,离场延误时间在60分钟以上的次数明显多于到进场误。)。进场延误受前序航班影响较小,因此在能见度恶劣的情况下,延误程度也较轻,而同样受制于前序航班、航路放行等因素,即使能见度正常,航班延误情况也较常见。

乌鲁木齐机场日均进场延误-日最小能见度分布图

  图11:乌鲁木齐机场日均进场延误-日最小能见度分布图


  3.3能见度-取消航班数分析

  图12为日取消航班数-日最小能见度分布图。与日均进离场延误时间分布相比,取消航班数随日最小能见度变化趋势比较明显,随能见度增加而呈递减趋势,且较大规模的航班取消均发生在两能见度指标较小的阶段,而随能见度增加逐渐收敛,与进离场延误随日最小能见度变化趋势相同。

乌鲁木齐机场日取消航班数-日最小能见度分布图

  图12:乌鲁木齐机场日取消航班数-日最小能见度分布图

乌鲁木齐机场日均航班延误-日取消航班数分布图

  图13:乌鲁木齐机场日均航班延误-日取消航班数分布图


  图13展示了日均进离场延误随日取消航班数变化的分布图,从该图可知随着日取消航班数增加,日均进、离场延误时间都呈增加趋势,且离场延误时间普遍高于进场延误时间。这说明航班取消对缓解航班延误的帮助不大,航空器运营人在已经承受了长时间延误之后,才不得不取消航班,这对航空公司运力、旅客出行体验都造成了极大影响。

  3.4离场延误、取消航班数-进场延误分析

  为了更直观地体现到达延误与离场延误的关系,对上述数据进行回归分析,得到图14—日均离场延误-日均进场延误回归图,其R方值达到0.92,说明二者高度相关。该现象易于解释,航空公司在安排飞机执行航班时,若非公司基地,为了增加飞机利用率,通常会安排同一航空器在到达该机场过站时间满足法规要求后,执飞下一航班,这就导致在过站时间对航班延误时间吸收能力的下降,从而在前序航班延误时,对该航空器执飞的后续航班也会造成更加严重的延误。

乌鲁木齐机场日均离场延误-日均进场延误回归图

  图14:乌鲁木齐机场日均离场延误-日均进场延误回归图


  4个例分析

  2016-2017冬春航季,乌鲁木齐机场日均最小能见度最低的2天分别为2016年11月29日、2016年12月2日,其日均能见度分别为811米和1019米。本章节将对上述2天的能见度、航班延误和取消情况进行详细讨论。

  在2016年11月29日,根据乌鲁木齐机场气象报文,当日能见度/RVR在11:30前始终低于机场最低起飞最低标准(C类低能见起飞最低运行标准为RVR 200米,D类为RVR 250米),11:30至12:00期间回升至250米,随后,除19:00有小幅度波动外,保持稳定上升。离场航班的小时平均航班延误时间极值出现在9:00,达到423分钟,7:00-9:00期间,由于RVR终低于最低起飞标准,航班延误发生累积,且由于航班链作用,进场航班延误造成的延误进一步加剧了离场航班延误。后随RVR达到起飞最低标准,航班延误开始减弱。12:00起,乌鲁木齐机场开始弱降雪,降雪持续至当日24:00,从而由于道面条件变差,以及除雪等造成的跑道占用,12:00起航班延误又有小幅度回升,之后随着取消航班数增加,航班延误有所减缓,最终稳定在200分钟附近。进场航班状况类似,起初,进场延误较离场程度较轻,但在RVR恢复至起飞最低标准之后,进场航班延误时间开始下降,但波动性较大。

  同理,观察16年12月2日的图表发现,能见度与航班进离场延误时间有着相同的规律:因进港延误的传播,离场延误总体上比进港延误时间更长;起飞标准作为阈值,当能见度恢复至其之上后,航班延误将得到迅速缓解;而相较于离场航班,进场延误随能见度变化的波动性更大且恢复较慢,这主要是由于航班着陆最低标准较起飞最低标准更为严格、导航设施和道面情况对着陆影响更大造成的。

乌鲁木齐机场161129能见度-小时进离场延误变化图

  图15:乌鲁木齐机场161129能见度-小时进离场延误变化图

乌鲁木齐机场161202能见度-小时进离场延误变化图

  图16:乌鲁木齐机场161202能见度-小时进离场延误变化图


  5总结

  通过分析16-17年冬春航季乌鲁木齐机场能见度及航班运行情况可知,低能见度这一对航班延误有着重大影响的气象因素在整个冬春航季时常发生,尤其在12月至次年2月,几乎每天能见度都处于临界状态;同时,低能见度作为航班放行的硬性指标,对航班延误十分明显,12月至次年2月日平均进离场延误较其余月份均增长约40%。

  目前乌鲁木齐机场已公布HUD运行标准,该标准较传统ILS程序更低,但该设备尚未在所有公司的机队进行配备,因此建议航空公司尽快对执飞乌鲁木齐的机型配备该设备,并完成相应的审批与人员训练,在预计到能见度较差的情况下,安排有能力的航空器和机组执飞,从而可在一定程度上减小能见度对航班运行的影响。同时,II类ILS能力也能极大缓解低能见造成的航班延误,但该资质对机场、航空器和航空器驾驶员要求较高。此外,各公司在冬春航季可适当延长乌鲁木齐机场过站时间,通过过站时间吸收前序航班的延误。

  民航大蓝洞

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