機場容量管理課件

容量和延誤分析

1機場高峰時間與航班安排23.1容量和延誤分析3.1.1定義機場系統(tǒng)各項設(shè)施在一定時段內(nèi)（通常為1h，也可為1年或1天）通過不同運輸對象（飛機、旅客、貨物等）的最大能力，稱為容量或極限容量。在飛行區(qū)內(nèi)，跑道或滑行道的容量為單位時間內(nèi)可能容納的最大飛機運行次數(shù)。

可接受水平飛機平均延誤平均需求量實際極限容量圖3-1

容量與延誤的關(guān)系3.1.2跑道容量的影響因素1．空中交通管制因素（1）跑道上不容許同時有兩架飛機運行（2）著陸優(yōu)先于起飛（3）同一飛行路徑的兩架飛機之間應(yīng)有足夠的水平距離間隔（4）交通管制系統(tǒng)的完善程度（控制精度）和管制員所采用的順序原則（按速度快慢排序原則或按先到先安排原則）。2．機隊組成機隊中各種類型飛機的組成比例不同，會影響到其平均水平間隔和平均速度，從而影響到容量。FAA采用機隊指數(shù)MI來反映這一點。MI=（C+3D）（%）C為最大起飛重為55.6～133.4KN的飛機的運行次數(shù)占總次數(shù)的比例；D為最大起飛重大于133.4KN的飛機的運行次數(shù)占總次數(shù)的比例。3．跑道布置和使用方案

當(dāng)跑道為兩條和兩條以上時，其布置和使用方案對容量有較大影響。兩條平行跑道而間距較近時（中線到中線的距離為213．4～761．7m），由于飛機在進(jìn)入最后進(jìn)近階段時的橫向偏差，兩架飛機不能平行起降，而仍需保持水平間隔的要求。因而，其容量與單條跑道幾乎一樣。通常，采用一條供起飛而另一條供著陸的方案，但兩條跑道仍不能完全獨立運行。間距為中等時（762～1310.3m），兩條跑道可同時分別進(jìn)行起飛和著陸。通常，起飛跑道的容量要比著陸的大，但從長時間來看，起飛率與著陸率應(yīng)相等，因而，跑道的容量決定于著陸跑道的容量。當(dāng)跑道間距大于1310.6m時，兩條跑道分別獨立起降。4．環(huán)境因素影響容量的主要環(huán)境因素為能見度、風(fēng)、跑道表面狀況和噪聲減除要求。能見度差時，需較長的水平間隔距離和跑道占用時間，因而其容量低于能見度好時。側(cè)風(fēng)過大（風(fēng)速的垂直分量不應(yīng)超過24km／h），跑道濕滑或積雪，都會增加跑道使用時間，甚至引起跑道關(guān)閉，而減除或減輕噪聲的要求，則會限制跑道在一天內(nèi)某些小時的使用。3.1.3長期規(guī)劃時跑道容量和延誤的估算美國FAA編制了可供長期規(guī)劃時使用的估算小時容量、年容量和平均延誤時間的圖表，如表3-1所示。跑道布置和使用方案機隊指數(shù)（%）小時容量（次/h）年容量（×103次/年）VFRIFR10～2021～5051～8081～120121～180987463555159575653502301952052102402213.4～761.70～2021～5051～8081～120121～1801971451211059459575659603552752602853403762～1310.30～2021～5051～8081～120121～18019714912611110362636570753552852753003654>1310.60～2021～5051～8081～120121～18019714912611110311911311110599370320305315370表3-1

長期規(guī)劃用的跑道小時容量和年容量跑道布置和使用方案機隊指數(shù)（%）小時容量（次/h）年容量（×103次/年）VFRIFR50～2021～5051～8081～120121～1809877777672595756596023020021522526560～2021～5051～8081～120121～180150108857773595758596027022522022525570～2021～5051～8081～120121～180132998277735957565960260220215225235機隊指數(shù)（%）著陸百分率（%）著陸—離地百分率（%）年需求高峰月中平均日需求高峰月中平均日需求平均高峰小時需求0~2021~5051~8081~120121~18050505050500~500~400~2000290300310320350910111214表3-2

表3-1中所采用的假設(shè)

圖3-2

供長期規(guī)劃用的平均飛機延誤時間[例題]現(xiàn)有一單跑道機場，配有全長滑行道和足夠的出口滑行道、各項導(dǎo)航和交通管制設(shè)施，無空域限制。預(yù)測2017年的年運行次數(shù)為220000次，其中，55％為C類大飛機，4％為D類重飛機。計算現(xiàn)有跑道的容量，判斷是否適應(yīng)預(yù)測需求量，并提出改善方案，確定飛機的年延誤時間。（1）現(xiàn)有跑道容量計算已知C=55，D=4，計算機隊指數(shù)M=（C+3D）％=（55+3×4）％=67％現(xiàn)有跑道為單條，由表4-1知，屬1號跑道布置和使用方案。查該編號，由MI=67％，可得到小時容量：VFR時為63次／h，IFR時為56次／h；并得到年容量為205000次／年。同預(yù)測需求量相比，年容量低于預(yù)測值（205000<220000）。因而，除非增加容量，否則將會產(chǎn)生嚴(yán)重的延誤。（2）選擇改善方案單條跑道的容量將不能滿足2017年的需求，為此可增加一條跑道。兩條跑道的方案可考慮6種。按上面類似的方法，由MI=67％，查表4-1中相應(yīng)跑道布置和使用方案的有關(guān)數(shù)值，可得到小時容量和年容量。所得結(jié)果列于表4-3中。跑道布置和使用方案編號小時容量（次/h）年容量（次/年）年需求量/年容量平均延誤（min/架）總延誤時間（×103min）VFRIFR低高低高1234567631211261267785825656651115656562050002600002750003050002150002200002150001.070.850.800.721.021.01.023.51.150.950.702.62.32.65.81.81.451.104.03.44.07702532091545725065721276396319242880748880表3-3

例題計算結(jié)果由表中所列結(jié)果可看出,兩條交叉和斜向跑道方案（編號5，6和7）的年容量都不能適應(yīng)或剛能適應(yīng)需求量，因而不宜選擇作為改善方案。三種平行跑道方案（編號2，3和4）都能滿足預(yù)測需求量，可考慮作為備選方案。（3）確定飛機延誤時問以預(yù)測需求量除以年容量，得到需求-容量比。對于單條跑道：220000／205000=1.07。由圖4-2，按需求容量比=1.07和運輸飛機占主導(dǎo)的情況，查曲線變化范圍的上半部，得到每架飛機的平均延誤時間為3．5～5．8min。將每架飛機的平均延誤時問乘以預(yù)測需求量220000次，可得到年延誤時間為770000～1276000min．比較各方案的延誤時間，可以看出平行跑道方案的延誤時間要小得多，特別是間距大的方案?？衫么搜诱`時間估算值進(jìn)行經(jīng)濟分析和評價，以選擇最合適的改善方案。3.1.4機坪-門位的容量飛機停放在航站樓機坪的指定位置上，以便上下旅客、裝卸行李和貨物、飛機加油和檢查以及進(jìn)行機艙服務(wù)工作。機坪-門位容量可定義為一個固定的門位數(shù)在規(guī)定的時段內(nèi)最多能容納的飛機數(shù)。影響門位容量的因素有以下幾方面：（1）可供飛機使用的門位類型和數(shù)目（2）使用門位的飛機類型組成和各類飛機需占用的門位時間（3）門位的使用限制和利用程度飛行類型典型飛機門位占用和周轉(zhuǎn)時間（min）遠(yuǎn)程（特別是國際航線）中程-遠(yuǎn)程短程-中程短程寬體噴氣機B-747遠(yuǎn)程噴氣機B-767短程、商務(wù)裝載大的噴氣機A-300，B-727小飛機Short-brother60-15045-9025-6020-45表3-4

各類飛機的門位占用時間對于通用情況的門位容量，可按下式分析：

（架/h）（4—4）式中：Ng為可供使用的門位數(shù)；μ為門位利用系數(shù)，通常變動于0．5～0．8之間；mi為i類飛機在機隊中的比例；Tgi為i類飛機的門位占用時間。

【例題】某機場共設(shè)有10個門位。利用該機場的機隊組成為短程飛機10%、中程飛機60%、遠(yuǎn)程飛機30%。各類飛機通用各個門位，其利用系數(shù)為O.7。請分析門位的容量。參照表4-4，設(shè)門位的占用時間為：短程飛機30min、中程飛機50min、遠(yuǎn)程飛機80min。由式（4—4）可得：

C=（0.7*10*60）/（0.1*30+0.6*50+0.3*80）=7.4（架/h）該機場的門位容量為7．4架/h。門位為專用時，分別對每類門位按式（4—4）確定其容量。3.2機場高峰時間與航班安排3.2.1高峰時間與其他運輸設(shè)施一樣，對機場的需求程度在時間上有很大差別。一般可用下列形式表述：年度差別、某年度內(nèi)的月高峰、某月或某周內(nèi)的日高峰、某日內(nèi)的時高峰。3.2.2描述高峰的方法1．標(biāo)準(zhǔn)繁忙率（TheStandardBusyRate—SBR）2．繁忙小時率（BusyHourRate-BHR）3．典型高峰小時旅客（TypicalPeakHourPassengers—TPHP）4．最忙時間表小時（BusiestTimetableHour—BTH）5．高峰輪廓小時（PeakProfileHour—PPH）6．其他方法年旅客總數(shù)TPHP在年流量中的百分比20，000，000以上10，000，000～19，999，9991，000，000～9，999，999500，000～999，999100，000～499，999100，000以下0.0300.0350.0400.0500.0650.120表3-5

用年客流量表示的TPHP流量3.2.3高峰的本質(zhì)以下是一些最影響高峰特性的因素：1．國內(nèi)航班與國際航班之比2．包機與定期航班之比3．遠(yuǎn)程運輸與短程運輸之比4．地理位置5．人員集結(jié)區(qū)（集散區(qū)）的性質(zhì)3.2.4影響航班安排的因素1．利用率和載運率2．可靠性3．遠(yuǎn)程航班安排的窗口4．短程航班的便利5．一般機組保證問題6．飛機的保證7．市場可能性8．夏季——冬季變化9．起降費定價政策圖3-5是在實踐中飛離倫敦的航班安排窗口的一些例子。在倫敦到東京的航線上，有兩處禁止噴氣客機夜間飛行的地方：香港（格林尼治時間l600—2230）和東京（格林尼治時間l400一2100）。航班要安排在很窄的限制之內(nèi)，以保證剛好在過午夜之前到達(dá)迪拜，并避開香港和東京的夜間宵禁。鑒于遠(yuǎn)程航班的這種特性，在安排航班時，必須考慮到離港前及途中的合理延誤。圖3-5

向東的航班安排窗口的例子3.2.5航空公司的航班安排3.2.6國際航空運輸協(xié)會（IATA）關(guān)于航班安排的政策3.2.