机场地面运行效率问题研究

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1、.超大型机场地面运行系统庞大，关键设施的跑道、滑行道、服务车道之间相互交叉，运行条件非常复杂，如何在这种庞大而又复杂系统条件下确保地面运作的安全、高效和顺畅一直以来是机场管理当局和学者研究的问题。　　我国机场发展迅速，根据民航局全国机场生产统计公报，到2015年，境内民用运输机场210个，旅客年吞吐量超过1000万人次的机场26个，飞机年起降架次超过20万架次的机场16个，实施多跑道（两条以上跑道）运行的机场12个。随着机场设施规模扩大和飞机起降架次的快速增长，我国大型机场地面运行效率问题已开始显现。本文从航空器地面运行角度出发，从航班在机位上的保障、机位编

2、排和滑行通道使用、滑行路径选择、跑道系统构型和运行等四个方面来探讨机场地面运行效率问题。　　一、我国机场地面运行效率问题　　根据民航局运行监控中心的统计数据，我国21个时刻协调机场离港航班平均滑出时间和航班平均延误时间呈逐年增长趋势。　　图1：我国21个时刻协调机场2014-2015年平均滑出时间（分钟）..　　图2：我国2014-2015年航班平均延误时间（分钟）　　与美国主要机场相比，我国机场的平均滑出时间要高出不少。例如：亚特兰大机场五条平行跑道构形与浦东机场是一样的，亚特兰大机场飞机起降架次是浦东机场的1.65倍，但地面滑行时间却只有浦东机场的0.6

3、5。虽然影响飞机滑出时间的因素很多，但可以从总体上反应出我国主要机场的地面运行效率与美国等国家还有较大差距。　　表1：2016年8月中国和美国机场平均滑出时间对比机场名称平均滑出时间（分钟）离港班次亚特兰大（ATL）16.934166芝加哥（ORD）19.422226丹佛（DEN）16.120884洛杉矶（LAX）19.119726达拉斯（DFW）18.917277首都（PEK）26.524709浦东（PVG）26.220657白云（CAN）19.318709　　数据来源：1.美国运输部交通统计局（BTS）；2.民航局《关于2016年8月份航班正常情况的通报

4、》。..　　二、提高地面运行效率的研究方向　　下面从航班在机位上的保障、航班机位编排和滑行通道使用、滑行路径选择、跑道系统构型和运行等四个方面来探讨机场地面运行效率问题。　　（一）航班在机位上的保障　　航班在机位上的保障项目较多，如何在计划离港时间（或者目标离港时间）前完成旅客、行李、货物保障，完成飞机加油、排污、客舱清洁服务项目，航班具备离港条件，涉及航班保障调度的各个方面。为了明确了航班各个保障环节的时间标准，民航局在2013年印发了《机场航班运行保障标准》，机场和各保障机构要对照标准，加强保障调度，提高保障效率。机坪保障设施、设备、人力资源的优化调度是

5、提高航班保障效率的重要课题，在此不过多阐述。　　（二）航班机位编排和滑行通道使用　　我国很多机场的航站楼采用指廊式构型，这种构型的航站楼优点是在相同场地条件下可以建更多的近机位（廊桥机位），但存在两条指廊之间的“港湾地区”多个机位共用一条滑行通道问题，进位、离位飞机滑行通道占用时间冲突的概率较高。　　滑行通道占用时间冲突存在三种形式，即：同时离位时间冲突、同时进位时间冲突、进位与离位时间冲突，如何定义上述三种冲突状态与航空器滑行规则有关。一种相对保守的规则就是在一条通道上只允许一架飞机进位或者离位；另一种规则就是在满足安全间距条件下，可以允许一架飞机先推出后

6、等待开始滑行指令，另一架飞机可以按照既定路线滑行进位。上述第一种规则可以达到很高的安全系数，但是以牺牲效率为前提；第二种规则的难点在于安全间距的控制，地面管制人员通过目视或者经验判断显然无法满足安全运行要求，这就需要以更强大的系统支撑为前提。..　　图3：洛杉矶国际机场机坪布置图　　图4：指廊式航站楼港湾地区机位布置图　　在航班停放机位的优化编排方面，目前国内机场的机位分配管理系统，一方面只关注单一机位自身的冲突情况，不关注相邻机位的使用和滑行通道的占用情况，在这种分配模式下，通道冲突情况可能会变得非常普遍，进港飞机在通道外等待进位或者离港飞机在机位上等待推

7、出情况变得严重；另一方面是优化分配模型基本未发挥作用，基本是人工或半自动分配状态。..　　因此，要提高飞机在机坪区域运行效率，可以从以下几个方面入手，一是在可接受安全水平条件下，研究建立更加高效的机坪滑行通道使用规则；二是将滑行通道使用规则作为约束条件，加入机位分配模型中；三是航班机位预分配的优化编排，如：同一通道两侧机位的始发（早离港）航班，离港时间间隔相互错开15分钟以上（如图5所示）；四是机位和通道冲突的实时监控和预警，根据航班运行时间的动态变化，通过系统手段实时监控机位和通道的冲突状态，按照机位容量、区域限制等约束条件，自动搜索并形成调整目标机位列表

8、，为机位管理人员提供决策依据。　　图5：始发航班机位