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.     

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。     

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%.     

基于航班排队仿真的终端区空域容量评估

为提升多扇区终端区空域容量评估的实效性,基于终端区交通流显著的排队特性,结合考虑扇区耦合关系,建立仿真模型并给出新的评估方法.以成都终端区为例,选取一周航班计划,针对每日运行状况共进行35次仿真,评定成都终端区平行双跑道隔离运行模式下的空域容量为47架次/h,并指出空域划设缺陷.经管制员雷达模拟机演练及实际运行数据验证,新评估方法有效,评估结论更符合实际.     

基于AirTOp机场综合保障能力仿真与评估

基于计算机仿真建模的评估方法在容量评估中的运用日渐增多,但此类仿真大多为空域容量仿真,对于地面保障车辆与航空器联合建模则很少.介绍了地面保障车辆的评估方法,以航空器与地面保障车辆为仿真对象,在AirTOp中实现了武汉天河国际机场地面保障车辆与航空器的联合建模,经过大量的仿真试验,仿真结果较真实地再现了武汉天河机场的实际运行情况,得到了地面保障车辆的行为特性,对仿真所得的机场综合保障能力进行统计分析,找出存在的问题,优化模型,根据优化目标给出最终的优化方案.     

多跑道离场分配仿真模型及算法

多跑道作为大型繁忙机场的关键资源和瓶颈区域，在机场运行管理中必须对其进行科学和高效配置。基于经验滑行时间数据，建立了多跑道离场分配模型，在满足场面运行安全约束的前提下，以离场航班滑行时间最小为目标，寻求最优的跑道分配方案。通过选取典型机场进行地面网络建模，结合实际运行数据及航班计划等信息，利用计算机仿真对模型进行了验证分析。仿真结果表明，所提方法与随机分配方法相比，多跑道机场地面容量提高了2．1％，冲突探测与解脱次数降低了20．6％，最大延误时间减小了5．2％。因此，机场运行安全与效率得到改善，所提方法有效，适用于多跑道离场分配问题。     

基于机型的重庆江北国际机场跑道容量优化研究

“十四五”时期是全面开启社会主义现代化建设新征程,也是多领域民航强国建设开局起步的重要五年,相关数据表明我国机场飞机起降架次与旅客吞吐量将出现不匹配。为缓解空中交通拥堵,提高整个民航系统的运行效率,对重庆江北国际机场跑道容量优化开展研究,通过对重庆江北国际机场分析跑道运行现状,提出存在的运行问题,建立跑道容量模型,将跑道实际流量与实际容量进行分析比较,利用蚁群算法对跑道仿真容量进行优化,研究结果表明能够缓解空中交通压力,进一步提升重庆江北国际机场的跑道容量,从而减少整个机场延误率。     

相关进近模式的近距平行跑道尾流危险区域分析

相比于机场一起一降的运行模式,近距平行跑道的相关平行进近运行模式可以最大限度地提升跑道容量.根据尾流在大气中各个阶段的运动特性,得到了以时间为变量的尾流水平侧移距离数学模型.应用Matlab仿真软件得到了侧风及地面效应影响情况下的上海虹桥国际机场实行近距平行跑道相关平行进近的侧向尾流危险区域图,并分析得到了后机不受到前机尾流影响情况下两机需保持26.9 s的最大尾流时间间隔.利用尾流危险区域的特点,可缩短尾流时间间隔,从而大幅度提高机场容量.     

机场跑道容量评估模型研究

针对终端区区域中的跑道容量建立了数学模型并结合仿真方法得出了相应的容量值。模型中考虑的关键影响因素包括管制规则、公共进近航段长度、航空器跑道占用时间及随机误差等。此外。提出将某些影响航空器间隔的因素视为随机变量,并推导了在可接受的安全水平下,管制人员需要增加的缓冲裕度。最后针对跑道实际运行特点和所建立的数学模型,结合随机航空器流模拟的方法．编制了蒙特卡罗仿真程序对某机场的跑道容量进行了评估,评估结果表明模型是有效的。     

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。     

不同运行模式的近距平行跑道容量分析

根据合适的到达航空器之间的安全间隔,构建了近距平行跑道容量评估模型,通过比较一降一起和两降运行模式下的近距平行跑道理论容量,并结合simmod仿真软件对实例模拟仿真,得出了近距平行跑道运行容量在低能见度离场较多时段时最佳航班运行模式采用一降一起运行模式中的航班一降两起方式,其余时段采用经典的航班一降一起方式。     

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。     

机场机动区滑行道运行方案设计及仿真评估

我国多跑道机场日益增多,研究此类机场机动区滑行道运行方案的优化设计及评估方法,对促进机场场面资源的集约高效利用具有重要意义。给出多跑道机场机动区滑行道运行方案“固定、单向、顺向、循环”的设计原则,以及面向平行跑道隔离运行场景的“单侧运行”和“双侧运行”滑行道运行方案设计范式;基于“航班备选滑行路径库”和所给滑行道运行方...     

基于管制习惯的多跑道机场离场航班排序

针对我国航空迅速发展致使终端区空域拥挤以及航班延误问题,研究了繁忙多跑道机场的离场航班排序问题,以缓解终端区空域拥挤和减少航班延误及提高跑道利用率。将管制习惯因素引入到离场航班的排序中,根据飞机尾流间隔的要求,建立基于管制员管制习惯的多跑道机场离场航班排序模型。针对机场小规模的离场航班流量,采用穷举法求解,并用算例进行仿真验证。结果表明,与先到先服务排序方法相比,经算法排序后的总延误时间减少了近30％。     

关于使用精密跑道监视器的争议

美国为实施其机场容量扩充计划,研制了称作精密跑道监视器(PRM)的系统,它拥有高更新速率的电子扫描雷达,允许飞机在空域拥挤的平行跑道上独立进近。一系列试验后     

首都机场双跑道独立运行的设想与研究

目前首都机场的双跑道隔离运行方式无法适应航空运输业的飞速发展,抑制了首都机场的枢纽化进程.通过对首都机场运行状况的分析及其与国外机场的比较,认为双跑道独立运行方式是一种先进的管制方法,而且投资少,见效快,可以使机场跑道的容量成倍增长.独立运行的核心问题是如何保障进近过程中航空器的安全,它对空域、跑道监视设备和监控方法都提出了更高的要求.给出首都机场双跑道独立运行的设想和初步研究,为首都机场的发展提供了必要的理论支持与技术保障.     

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。     

机场容量评估——提高机场空域运行效率的利器

目前我国民航正处于快速发展时期,随着飞行架次数的持续增长,相应对机场基础设施建设规模和机场空域容量的需求也不断加大。机场空域运行容量、机场改扩建方案和空域规划方案评估等多个新兴业务方向亟待科学的实施手段。中国民航科学技术研究院(以下简称航科院)已经率先与拥有十余年机场容量评估经验的杰普逊公司     

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…