窄距平行跑道运行新技术探讨

随着民航的快速发展，空中交通流量急剧增加，国内外很多机场都通过修建平行跑道来增加机场容量。平行跑道因其容量大、运行安全等优势成为大型枢纽机场的主流跑道构形。然而，在当今社会土地资源和环境保护越来越受重视的前提下，宽距平行跑道很难得以实施。窄距平行跑道在容量上比单条跑道大大增加，而占地规模明显小于宽距平行跑道，在航空发达国家被广泛采用，如美国旧金山机场、德国法兰克福机场、法国戴高乐机场等。为了增加机场容量，国内的上海浦东国际机场、虹桥国际机场、重庆江北国际机场等都先后实行了窄距平行跑道运行方式。     

多跑道协同运行模式优化方法

繁忙机场飞行区运行能力低下导致空中交通拥堵及航班延误现象频发,机场系统亟需扩容增效与排堵保畅。为有效平衡机场容流供需,研究了多跑道协同运行模式优化方法。综合考虑机场布局、交通流特性、气象条件等因素,提出了多跑道协同运行模式分类方法;基于跑道容量包络线理论,通过引入容量损失系数客观反映模式切换特点,建立了多跑道协同运行模式优化模型;结合多目标优化及遗传算法基本理论,设计了带精英策略的非支配排序遗传算法（NSGA）,对模型进行了准确求解。仿真实验表明,模型可对多跑道协同运行模式进行优化配置,有效实现机场容量与流量之间的均衡。与单一固定模式相比,多元组合模式优化效果显著,其中航班延误成本减少了38.1%,航班调整数量减少了46.4%,所提方法可显著提升多跑道协同运行能力,有效提高航班正常性。     

不同运行模式下跑道容量评估技术研究

跑道容量的大小是机场能否进行高效率运行的一个关键因素,准确评估出跑道的理论容量对机场的实际运行有着至关重要的作用.对单跑道的理论容量进行建模,在单跑道的基础上研究了近距跑道与远距跑道的不同运行模式下的跑道容量数学模型,根据相关机场具体的数据对模型进行验证,并用SIMMOD PLUS仿真软件对机场的场面实际运行情况进行仿真,通过计算出的跑道理论容量与仿真出的空侧容量对比,结果表明机场跑道理论容量计算模型具有较好的实用性.     

基于多目标规划理论的单跑道机场容量分配

通过分析机场跑道实际运行过程,建立了估计单跑道机场的容量模型并且利用该模型对跑道进行了容量评估。在考虑起降比例、流量平衡、停机位数量、跑道起降容量等限制条件的基础上,构造了多目标规划模型。通过改变预期目标的优先级别对3种跑道利用情况进行了容量分配,分配结果均实现了预期控制目标,仿真证明多目标规划方法是空中交通辅助决策的有效工具。     

在雷达管制条件下机场跑道容量的确定

制定一个机场的建设规划时,准确定义该机场的运行容量,确定该机场的建设规模和投资方向,具有明显的经济价值和实用意义。随着北京、广州等大的终端管制区相继实施雷达管制,在雷达管制条件下明确一个机场的跑道运行容量,将为实施该机场的空中交通管制指挥和流量控制管理等提供基本依据。本文将着重介绍机场跑道理论容量的确定方法。一、容量的定义在此提到的容量定义通常包括机场容量、理论容量、运行容量和计划容量四层含义。（1）机场容量是指一个机场系统允许通过的旅客流量或航空器流量的通称,它取决于候机楼设施、跑道系统和终端…     

民用机场及附近空域空中交通流量优化

针对民航客运需求快速增长所带来的航班延误和空域拥塞问题,提出一种优化民用机场及附近空域空中交通流量的方法。通过空中交通走廊容量评估方法,对经典优化模型进行了发展和改进,建立起综合性优化模型;将机场和附近空域视为一个整体系统,根据交通需求和容量的相互关系动态调整航班流量和机场起降容量;在优化计算时,提出一种兼顾效率和准确性的新型优化算法。通过算例对所述优化方法进行了验证,该方法可以为空中交通管制人员进行流量优化分配提供参考。     

机场终端区跑道配置优化及容流调配模型研究

大型繁忙机场交通需求的持续增长导致的飞行流量与保障能力、机场容量之间的矛盾日益突出。为了充分利用跑道系统资源,合理配置跑道运行容量,优化飞行流,建立非线性0-1整数规划模型解决以下两个问题:确定跑道配置优化序列,匹配进离场飞机流。模型综合考虑机场交通流、跑道配置转换容量折损、跑道容量包络线等约束,以优化区间内航班总延误最小为目标,用LINGO建模求解,使用实际运行数据验证模型的有效性。结果表明,模型实现了跑道资源的优化利用,降低了航班延误。     

基于临界互斥规则的跑道容量问题研究

分析终端区空中交通管制规则及影响机场跑道容量的因素,将发布着陆许可最晚时机从时空上与临界资源互斥特性结合起来,引入"跑道组件"概念。在FAA经典时空模型基础上考虑更多因素和参数,主要对跑道组件互斥占用时间和空中间隔进行探讨,构建更适用于中小机场在程序管制下仅到达、仅起飞及混合运行情形的跑道容量分析模型。最后,通过实例分析及随机模拟,验证了模型的可用性和可操作性。     

基于SPN的近距平行跑道容量建模与分析

跑道理论容量计算是机场容量评估的一项重要内容。传统方法是针对跑道实际运行情况建立特定的数学模型进行粗略计算,本研究则采用随机Petri网(stochastic Petri net,SPN)建立通用的近距平行跑道运行模型,通过同构马尔科夫链,建立系统稳态概率表达式,进而建立跑道容量数学模型。在此基础之上,将跑道容量的影响因素映射成相应变迁的激发率,通过对激发率的调整,实现了不同条件下交替起降近距平行跑道容量的计算与分析。与传统方法相比,该方法所建模型可复用性强,参数调整更为灵活,为跑道理论容量的计算与分析提供了新的解决方案。     

机场侧向跑道运行模式与容量仿真研究

侧向跑道在我国大型机场规划设计中逐步推广应用,研究侧向跑道与邻近平行跑道系统的运行模式和不同模式下的运行容量对于指导未来机场建设具有重要意义。对侧向跑道与邻近平行跑道的使用模式进行系统分析,提出4种运行相关性与起降放行间隔:独立运行、起飞相关运行、起降相关运行和完全相关运行。以成都新机场为例,应用SIMMOD仿真软件对跑道不同运行模式与相关性进行模拟分析。仿真结果表明,在独立运行条件下,侧向跑道与邻近平行跑道可满足的高峰起降容量约为75~77架次/小时;起降相关运行对一组跑道容量的影响大于起飞相关运行;在完全相关运行条件下起降容量最低,约为65架次/小时,较之其他模式容量下降约6%~16%。     

多机场终端区进场航班排序模型研究

空中交通需求量高的区域通常拥有两个或两个以上的机场,这些机场的进场运行相互影响.基于跑道和进场定位点双重约束,综合考虑终端区内最大可消耗延误、航班位置偏移等实际运行约束,以多个机场航班进场总延误最小为优化目标建立了混合型0-1整数规划模型,采用Lingo进行建模求解,利用模拟数据进行仿真验证,并将所提规划模型与FCFS的排序结果进行了对比分析,表明所提模型优于FCFS.     

浅谈多跑道助航灯光系统设计

随着民航事业的发展，航班起降架次持续的增长．不少机场原有的跑道容量逐渐饱和，开始建设第二跑道，而一些繁忙的枢纽机场如北京、上海、广州已经开始建设第三跑道。目前，绝大多数机场均设有助航灯光系统，跑道增加，相应的助航灯光系统也随之增加，但不单是数量的增加，而且复杂程度及与运行结合的紧密程度都大幅提高。下面结合广州国际白云机场扩建工程FedEx项目的设计，简要谈谈对于多跑道的助航灯光设计的一些见解。     

相关进近模式下多跑道时空资源优化调度方法

跑道作为机场飞行区与终端区的衔接部分,因容流失衡频繁引发空中交通拥堵及航班延误等问题。为提高多跑道系统运行能力,针对相关进近跑道运行模式,研究了多跑道时空资源优化调度方法。通过深入剖析多跑道时空运行特性,综合考虑移交间隔、尾流间隔、纵向间隔和相关斜距等约束限制,科学权衡安全、经济和环境等各方利益需求,建立了相关进近模式下多跑道时空资源优化调度模型。结合多目标优化及遗传算法基本理论,设计了带精英策略的非支配排序遗传算法,对模型进行了准确求解。仿真实验表明,模型可对相关进近航班进行优化配置,有效降低航班延误时间和航空发动机污染物排放量。与随机和交替调度策略相比,优化调度策略执行效果显著,其中航班延误时间分别减少了39.3%和32.6%,所提方法可显著缓解大型繁忙机场航班延误情况,有效提高航班正常率,并完全适用于独立进近模式。     

考虑机场公平性的机场群航班时刻分配

机场航班时刻优化是机场需求和容量管理的一个重要手段，一直是空中交通领域的研究重点。现有研究主要考虑机场容量和航班运行等约束，对单个机场的进离场航班时刻进行优化分配，目标是在尽可能地满足航空公司需求的前提下最大化利用机场容量。随着我国机场群的建设，机场群内各机场竞争关键空域资源的矛盾日益突出。单独优化每个机场的时刻可能会导致不同机场的航班在关键空域点发生拥挤，造成航班延误。综合考虑机场和空域资源优化航班时刻是提升机场群资源利用效率的关键之一。特别是，考虑机场之间的公平性合理配置航班时刻至关重要，但鲜有相关工作开展。本文首先建立了一个考虑机场容量和空域容量的多目标航班时刻优化模型，实现对机场群系统资源的优化利用；然后，综合考虑了各机场在潜在离场冲突点的需求，构建了基于高峰时刻需求的机场公平性指标和整体度量，兼顾了机场群内各成员机场的功能定位。最后，通过粤港澳大湾区五机场实际航班数据验证了模型的有效性和可扩展性，为机场群层面各利益相关方的公平性研究提供了重要借鉴和参考。     

首都机场地面运行容量仿真研究

合理有效地确定机场地面运行容量对于统筹8规划机场建设工程具有重要意义.选取北京首都国际机场作为研究对象,应用Simmod仿真软件对机场3条平行跑道构型下,现状运行条件、东跑道夜间正常降落、缩小尾流间隔3种不同运行情况进行了仿真建模,分析了首都机场的正常地面运行容量和跑道起降架次.仿真结果表明,现状运行条件下,首都机场可满足的年旅客吞吐量约为8820万人次,日起降容量约为1718架次.东跑道夜间正常降落时高峰时段降落架次可提升约8%,缩小尾流间隔有助于提升机场整体运行容量,可满足的年旅客吞吐量约为9000万人次,日起降容量约为1738架次,高峰小时起降容量可提升约3%.     

A380对机场飞行区规划设计的影响

根据国际民航组织、中国民航和美国联邦航空局规范以及A380特性，详细分析了A380飞机对机场飞行区规划设计的影响。根据分析，目前适于B747-400运行，飞行区等级为4E的机场，如运行A380，则跑道长度无需增加，但跑道、滑行道及其道肩宽度，跑道与滑行道间距，平行滑行道之间间距和机位尺寸等均需增加。A380对机场净空障碍物限制面影响不大。机场救援与消防保障等级将比运行B747提高一级。     

独立离场模式下多跑道时空资源优化调度方法

为有效缓解大流量、高密度机场日益严重的交通拥堵和航班延误现状,研究了多跑道离场航班优化调度问题。首先,从生产调度领域视角,将多跑道离场调度问题抽象为典型的车间作业调度NP-Hard组合优化问题;然后,面向航空运输各方利益需求,以航班延误、跑道容量和环境污染为优化目标,综合考虑航空器尾流影响、场面滑行和跑道穿越等各类限制因素,建立了独立离场模式下多跑道时空资源优化调度模型;最后,结合多目标优化及遗传算法基本理论,设计了带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II),寻求多跑道离场调度问题的Pareto最优解。仿真实验表明,模型可对独立离场航班进行优化配置,显著降低航班延误时间和航空发动机污染物排放量,并有效提升机场跑道容量。与随机和交替调度策略相比,优化调度策略执行效果显著,其中航班延误时间分别减少了51.2%和42.7%,所提方法可显著缓解大型繁忙机场离场航班起飞延误,有效提升航空运输服务品质。     

单枢纽机场选址与航线网络规划综合优化

枢纽机场选址与航线网络优化问题是近年来受到民航业界广泛关注的热点问题之一。考虑到枢纽机场建设对航线网络的反作用,提出了单枢纽机场选址与航线网络规划综合优化问题。为了描述该问题,建立了基于空中交通均衡分配的成本最优的数学规划模型。最后,给出了求解该模型的迭代优化算法,并进行了算例验证。     

终端区交通流量管理咨询系统

一、前言随着民航事业的发展，近几年全国飞行量增长率将在比15％以上，预计首都地区的飞行量也将以每年12％－15％的速度递增，但是我国航班还远未达到社会需求，修建机场、开辟航线和增加航班的要求仍然比较强烈。随着飞行量的迅速增加，空中交通管制能力和飞行量之间不相适应的矛盾日益突出。因此如何加强空中交通流量管理，优化飞机的运行环境，保证飞行的安全、流畅、有序和减少飞行延误，已成为当今空中交通管制部门所面临的迫切任务。空中交通流量管理（ATFM）是指科学地安排空中交通管制系统中总的交通量与容量相适应。管理的对象…     

RECAT间隔标准的差异性对比与计算分析

尾流是影响机场容量的重要因素之一,在保证安全前提下缩减尾流间隔能增加机场繁忙时刻航空器进离场架次,进而提高机场容量.美国和欧洲提出尾流标准重新分类(RECAT)概念,并在一些机场试运行,取得良好效果.基于国内某机场一周内航空器起降机型架次,将其重新分类,对比在现行ICAO和RECAT标准下的加权尾流间隔,证明在RECAT标准下尾流间隔将会缩减.通过改变不同航空器机型占比,分析机场容量变化,得出机场容量随航空器占比变化明显,对空管安全运行和机场及跑道运行效率提高具有实际参考价值.