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世界平行跑道繁忙机场运行容量

来源:民航资源网 作者: 罗焕、胡俊麒、汪晨露、张乐 2022-06-10 16:00:27

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  机场运行容量主要取决于跑道的容量,在一定程度上也可以理解为能够为航空器提供同步进场和离场起降运行的跑道数量和容量。近些年,我国机场建设多以平行跑道构型为主,从单一跑道混合起降发展到双跑道独立进场、三跑道独立进场等多种发展模式。北京、上海、广州和成都在机场规划中还进一步开展了四跑道起降(即四个相关进近跑道)的探索研究,为全球民航行业在平行多跑道规划建设领域做出积极贡献。

  在推进多跑道规划建设的同时,机场通过缩小运行间隔、优化空域结构等各种技术措施持续提升跑道运行效率和容量。我们征询了美国、中东和亚太办公室,收集了世界范围内较为典型的平行跑道机场高峰运行容量,便于对比分析。

  数据来源:中国民用航空局官网、美国联邦航空管理局官网、欧洲航空管理局官网、机场官网等

  上述机场跑道高峰小时运行容量对比数据中有如下几点需要重点提出:

  1.为了便于对比分析,希望能够收集到各个机场在正常运行条件下的可持续运行高峰架次量,而不是特殊运行条件下的跑道运行架次极值。各机场跑道运行存在一定差异,按照绝对统一对比口径或计算方法搜集运行架次数据存在难度。

  2.为了便于数据收集,我国上述机场采用的是所批复静态小时的航班时刻架次。这一架次是根据航空器性能、机场和空管运行规则、限制因素和可接受的延误水平,批复的单位时间计划起降架次。由于各方面因素具有动态调整特征,而且批复时刻和当下阶段的市场需求量存在对应关系,这一数值体现了当下阶段机场在该跑道构型下的高峰运行值,还不能完全代表机场跑道容量。另一方面,我国机场实际运行的动态60分钟高峰架次通常会高于静态小时批复时刻架次(可能超出15%左右)。例如首都机场航班批复时刻为88架次时,动态60分钟运行架次会达到106架次左右,在对比上应同时考虑这一因素(即实际运行高峰架次要高于批复时刻架次)。

  3.国际范围机场采用了仪表运行状态下,机场实际处理的高峰小时架次。

  4.美国机场存在目视或仪表两种运行状况,且目视为主,为了方便对比,这里列入的均为仪表运行雷达间隔的高峰运行架次。

  5.上图最后一项“多跑道”类别中,各机场跑道数量会存在差异,例如首都机场为3条跑道,亚特兰大为5条跑道,也造成了跑道容量的差异。

  6.美国奥兰多、底特律、迈阿密、达拉斯、休斯顿、夏洛特以及印度新德里机场的跑道构型与该类别下的标准平行跑道构型上虽略有差异,但运行方式基本一致。

  7.美国奥黑尔机场由于9C/27C跑道投运时间较短,机场容量为模型预测容量。

  8.印度孟买和金奈机场有第2条交叉跑道,但主要作为备用跑道,不会同时使用,表中计入单跑道类别中。

  对比可以看出,在仪表运行条件下,我国机场的跑道运行架次存在一定的提升空间。为此我们征询了在跑道规划运行领域的专家。

  讨论分析认为,影响跑道运行容量主要包含以下因素:

  1.较小的仪表进近间隔或目视进近模式,提高进港容量

  欧美机场大多采用2.5海里最小进近间隔,国内机场多采用3-5海里最小进近间隔(目前试验推广的RECAT有助于减小运行间隔)

  美国机场机队比较偏窄体和支线机型,如ATL约95%是窄体和支线机型,进近间隔可以缩小

  2.起飞跑道采用两个起飞方向(及程序),缩短起飞放行间隔至1分钟;近些年国内放行效率得到提升,空域受限未能实现多个起飞方向,放行间隔约1.5-2分钟

  3.混合运行模式下,较好的管理起降航班的协调运行;允许离港航班在进港航班落地且尚未完全驶离跑道前,进入跑道并准备滑跑

  4.通过机场协同决策(CDM)管理机坪航班推出和进离港航班排序,减少跑道端排队等待,提高跑道输出

  5.更合理的跑道出口滑行道设计,减少跑道占用时间(ROT)

  6.空域和地面的协同容量影响

  关于四跑道同时进近运行

  国际枢纽机场为实现1亿旅客以上吞吐量的规划目标通常需要规划四跑道同步进近的运行条件(除伦敦和迪拜机场等少数特例之外)。国际民航组织目前缺少四条跑道同步进近的实施规范,美国FAA只有三条跑道同步进近的相关规范。作为全球民航业重要节点,目前行业内主要有中美两国机场积极开展了四跑道同步进近进场的研究工作。国内包括北京大兴、上海浦东、广州白云和成都天府为了预留未来发展空间,开展了四跑道进近的研究并在规划中进行了预留。美国的典型机场则包括达拉斯(DFW)、丹佛(DEN)和芝加哥奥黑尔(ORD),这四个机场在实际目视运行条件下能够实施四跑道同时进近,跑道容量分别可以达到204、266、288架次/小时(以下为主流向示意)。在仪表运行条件下,仅能开展三跑道同时进近,容量有大幅度影响。

  注:奥黑尔机场由于9C/27C跑道投运时间较短,上表中的ORD仪表与目视高峰小时运行架次皆为模型预测容量。

  作者:罗焕、胡俊麒、汪晨露、张乐(兰德隆亚太地区)

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