近距平行跑道容量模型

顾畅

摘要：针对近距平行跑道一起一降模式不能充分发挥航站楼位于跑道两侧时两条跑道的作用，基于横侧盘旋进近技术，根据相应的管制规则分别建立考虑采用横侧盘旋进近技术时连续落地与起落交替运行下的跑道容量模型，为近距平行跑道一起一降方式下容量的提升提供理论分析基础。

关键词：近距平行跑道；横侧盘旋进近；跑道容量

中图分类号：V355.1文献标识码：A

现阶段我国近距平行跑道只能采用一起一降模式，因此国内学者更多地关注了近距平行跑道一起一降模式下的容量。郭海琦等利用双排队系统理论建立了近距平行跑道一起一降容量与平均延误水平模型[1]；徐肖豪等分析了低能见度下近距平行跑道不同运行模式下的跑道理论容量[2]；武丁杰等考虑了一起一降模式下穿越跑道问题对跑道容量的影响[3]。孙佳等建立了近距平行跑道相关进近运行模式下的容量模型[4]。赵亚东曾研究横侧盘旋进近在虹桥近距平行跑道中应用的可行性并提出该方法能够增加容量的设想[5]，但没有对这种进近方式下的容量进行理论分析。因此本文借鉴国外的运行经验，引入横侧盘旋进近技术，根据相应的管制规则，引入横侧盘旋进近后两种主要运行模式的容量模型，为近距平行跑道一起一降方式下容量的提升提供理论分析基础。

1 横侧盘旋进近

横侧盘旋进近指完成仪表进近后的目视飞行阶段，即驾驶员在获得ATC（Air Traffic Controler）许可并建立着陆所必需的目视参考后所采用的一种进近方式。如图1所示，本文所建立的跑道构型为近距平行跑道，02L跑道用于起飞，02R跑道用于落地，航站楼T1和T2分列两条跑道外侧。在最后进近阶段航空器接近转弯点时，管制员可以向驾驶员发出横侧盘旋进近的指令，即转弯对正02L跑道落地。横侧盘旋进近使得兩条跑道均可用于落地，并且为航空器提供了更多就近落地的机会，避免因穿越跑道或绕滑而增加占用落地跑道时间，因此该进近方式特别适用于候机楼分布在跑道两侧的情况，并能增加运行容量。

2 连续落地情况下采用横侧盘旋进近的容量

针对连续落地运行方式下，对到T1停靠的落地航空器采用横侧盘旋进近的情况，建立跑道的最大理论容量模型，即计算不考虑延误水平的连续需求下，跑道系统在单位时间内可以服务的最大航空器起降架次，容量模型的建立基于下述的假设：

（1）天气标准满足横侧盘旋进近标准；

（2）航空器沿指定航径进场；

（3）各類航空器的进近过程中采用匀速飞行。

模型建立所需参数如表1所示。

落地航空器所停靠的航站楼决定了其采用的进近方式，若到T2停靠，则采用传统进近方式到02R跑道落地；若到T1停靠，则采用横侧盘旋进近到02L跑道落地。横侧盘旋进近的使用可以分为连续运行和间隔运行，即假设某一时间段内连续落地的航空器都需要到T1停靠或交替到T2和T1停靠。为了保证运行安全，需要满足以下限制条件：

Ⅰ.在公共进近航段上前后进近的航空器要符合尾流间隔标准；

Ⅱ.发布落地许可的条件是落地跑道上无其他航空器且落地航空器距跑道头至少4km。

2.1 连续运行横侧盘旋进近（T1T1）

将两架连续落地的航空器i机、j机作为一个容量单元。首先计算满足条件Ⅰ所需的i机、j机进入公共进近航段起点的时间间隔μ1，进而计算出i机、j机到达跑道入口时的时间间隔Tij（1）。

（1）当Vj ≥Vi时，前机飞至跑道入口时，两机间隔最小，设前机进入公共进近段起点的时间为t=0，为满足尾流间隔标准，

（2）当Vj

由Tij=L[]vj-L[]vi+μ得到：

为了满足限制条件Ⅱ引入μ2，j机可以发布落地许可即i机脱离跑道的时刻为：

j机飞至距跑道入口距离为D的时刻为：

为满足tiD-tix≥0得到

Tij应取满足所有限制条件的最大值，即

2.2 间隔运行横侧盘旋进近（T2T1）

连续落地的航空器j机、k机交替停靠T2、T1航站楼，即02L跑道和02R跑道交替用于落地。因连续落地的航空器均不使用同一条跑道落地，Tjk只需满足条件Ⅰ的尾流限制，则

连续运行和间隔运行横侧盘旋进近时前后两机在跑道入口的时间间隔不同，因此连续落地的跑道容量与到T1航站楼停靠的航空器占比有关，设此占比为λT1，则连续落地时的跑道容量模型为：

3 结语

借鉴国外近距平行跑道横侧盘旋进近的运行理念，根据相应的管制规则分别建立考虑采用横侧盘旋进近技术时连续落地与起落交替运行下的跑道容量模型，该进近方式特别适用于候机楼分布在跑道两侧的情况，可以有效地增加运行容量。

参考文献：

[1] 郭海琦，朱金福.近距平行跑道容量及延误水平计算模型[J] .交通运输工程学报，2008，8（4）：6872.

[2] 徐肖豪，于越.不同运行模式的近距平行跑道容量分析[J].中国民航大学学报，2012，30（6）：3439.

[3] 武丁杰，陈旭光.近距平行跑道容量评估与优化[J].中国民航飞行学院学报，2014，25（1）：2228.

[4] 孙佳.基于相关运行模式下的近距平行跑道关键技术研究[D].南京：南京航空航天大学，2014.

[5] 赵亚东.目视间隔标准及Sidestep Maneuver在虹桥近距平行跑道中的运用[J].空中交通管理，2010 （5）：1113.