何昕

摘要：為提升機(jī)場(chǎng)運(yùn)行的安全性，提高機(jī)場(chǎng)地面運(yùn)行效率，在分析典型航空器的起飛滑跑距離、發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴影響距離及地面抗側(cè)風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，對(duì)后側(cè)穿越方式進(jìn)行了研究;結(jié)合重慶江北機(jī)場(chǎng)，通過(guò)分析該機(jī)場(chǎng)的場(chǎng)面結(jié)構(gòu)布局，對(duì)02R跑道著陸的飛機(jī)穿越起飛跑道02L的情形進(jìn)行了討論，得到在這種跑道使用方式下的可用于后側(cè)穿越的聯(lián)絡(luò)道口。

Abstract： In order to improve the safety of airport operation and improve the ground operation efficiency of the airport， based on the analysis of the take-off distance of typical aircraft， the influence distance of engine tail spray and the ground anti-side wind standard， the rear side crossing take-off mode was studied. Combined with Chongqing Jiangbei Airport， by analyzing the scene structure of the airport， the situation of the 02L runway landing aircraft taking off the takeoff runway 02L was discussed， and the contact crossings available for the rear side crossing in this runway usage mode were obtained.

關(guān)鍵詞：后側(cè)穿越;起飛滑跑距離;尾噴影響距離;抗側(cè)風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)

Key words： rear side crossing;take-off run distance;tail spray influence distance;anti-side wind standard

中圖分類(lèi)號(hào)：V355.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2019）20-0195-03

0 ?引言

近幾年，我國(guó)民航業(yè)蓬勃發(fā)展，根據(jù)《2017年民航機(jī)場(chǎng)發(fā)展總結(jié)》報(bào)告，我國(guó)的民航運(yùn)輸在總周轉(zhuǎn)量、運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)旅客吞吐量、民航運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)起降架次等方面依然與日俱增，而隨著空中交通流量和航班數(shù)量的不斷增加，2017年我國(guó)境內(nèi)機(jī)場(chǎng)整體出港準(zhǔn)點(diǎn)率僅為64.5%，起飛平均延誤達(dá)到40分鐘，因此，如何提高機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面運(yùn)行效率成為各機(jī)場(chǎng)亟需解決的問(wèn)題。為緩解機(jī)場(chǎng)運(yùn)行壓力，提升機(jī)場(chǎng)容量，我國(guó)越來(lái)越多的機(jī)場(chǎng)開(kāi)始修建多跑道，而基于多跑道運(yùn)行產(chǎn)生的跑道穿越在一定程度上制約著機(jī)場(chǎng)的效率和安全性。

目前，對(duì)于跑道穿越的效率和安全性國(guó)內(nèi)外均已有一些研究。在國(guó)內(nèi)，2004年，王錦山根據(jù)SHEL模型的指導(dǎo)，結(jié)合自身在空管中的實(shí)際工作體會(huì)，分析了發(fā)生不安全事件的根源，并提出了一些提升安全性的措施[1];2015年，王莉莉和任武玲通過(guò)數(shù)學(xué)理論計(jì)算，對(duì)跑道穿越點(diǎn)的設(shè)置進(jìn)行了分析，并對(duì)重、中、輕三種機(jī)型在不同穿越點(diǎn)時(shí)的跑道容量進(jìn)行了計(jì)算[2];2017年，袁則華和王明明對(duì)機(jī)場(chǎng)跑道侵入和航空安全的危險(xiǎn)因素進(jìn)行分析，提出了防止跑道侵入事件的相關(guān)措施[3];同年黃寶軍等人通過(guò)agent思想對(duì)跑道侵入問(wèn)題進(jìn)行了理論建模，并進(jìn)行了仿真[4]。在國(guó)外，2006年，HAP Blom等人基于蒙特卡羅仿真理論進(jìn)行了跑道安全操作的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，對(duì)穿越跑道在內(nèi)的情形進(jìn)行了仿真，安裝跑道侵入警報(bào)系統(tǒng)，并對(duì)整套仿真操作進(jìn)行了安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[5];2012年，Tibor Bosse等人基于agent理論動(dòng)態(tài)分析了發(fā)生航空事故的原因，提出了相應(yīng)的解決方案，并通過(guò)對(duì)跑道侵入事件案例的研究論證了所提出方案的優(yōu)點(diǎn)[6];2017年，Kai Shi等人建立了一個(gè)跑道侵入防御系統(tǒng)，根據(jù)航空器和車(chē)輛的位置信息的監(jiān)視和預(yù)測(cè)來(lái)防止跑道侵入，并提出了一套基于不準(zhǔn)確位置信息的預(yù)測(cè)跑道侵入的改進(jìn)方法[7]。

因此，本文擬通過(guò)對(duì)航空器性能的分析，對(duì)一種新的跑道穿越方式進(jìn)行論述，以提升跑道運(yùn)行安全性，提高機(jī)場(chǎng)運(yùn)行效率。

1 ?起飛航空器后側(cè)穿越跑道方式

為便于論述，本文僅考慮著陸航空器穿越起飛跑道的情形。當(dāng)著陸航空器剛剛脫離跑道時(shí)，如果從起飛航空器前側(cè)穿越（下文簡(jiǎn)稱前側(cè)穿越）和從起飛航空器后側(cè)穿越（下文簡(jiǎn)稱后側(cè)穿越）跑道到達(dá)相同停機(jī)坪的路程長(zhǎng)度接近，則根據(jù)起飛跑道的使用情況進(jìn)行穿越：如果此時(shí)起飛航空器已正切待穿越跑道航空器，或起飛航空器已完成起飛并開(kāi)始轉(zhuǎn)彎，或管制員目視判斷無(wú)影響，并且該跑道無(wú)其他已發(fā)布起飛指令的航空器時(shí)，落地航空器在獲得穿越跑道許可的情況下穿越跑道;而當(dāng)起飛跑道上的航空器獲得起飛許可時(shí)，著陸航空器在落地后可按機(jī)場(chǎng)地面或塔臺(tái)管制員引導(dǎo)，直接沿滑行道滑行至起飛航空器后側(cè)可用的穿越聯(lián)絡(luò)道進(jìn)行跑道穿越。為實(shí)現(xiàn)這種穿越方式，首先要對(duì)航空器的起飛滑跑距離、尾噴距離和抗側(cè)風(fēng)能力進(jìn)行分析。

1.1 典型機(jī)型起飛滑跑距離

統(tǒng)計(jì)分析我國(guó)大型機(jī)場(chǎng)常用的機(jī)型，以A320和B738作為中型機(jī)代表，A330和B777作為重型機(jī)代表進(jìn)行分析。通過(guò)空客和波音公司的飛行性能軟件和飛行爬升性能分析軟件對(duì)不同機(jī)型的最大起飛滑跑距離進(jìn)行計(jì)算，得到表1。

1.2 航空器抗側(cè)風(fēng)能力

在起飛航空器后側(cè)通過(guò)聯(lián)絡(luò)道穿越跑道時(shí)，起飛航空器在起飛滑跑時(shí)會(huì)產(chǎn)生較為強(qiáng)烈的尾噴，而此時(shí)進(jìn)行后側(cè)穿越的航空器若要從起飛航空器的后方進(jìn)行跑道穿越，必須保證其不受起飛航空器尾噴的影響，保證地面滑行的安全性，因此，需要航空器的地面抗側(cè)風(fēng)的能力進(jìn)行分析。本文利用空客公司和波音公司的機(jī)組操作手冊(cè)，對(duì)相同條件下各機(jī)型在跑道滑跑時(shí)的最大抗側(cè)風(fēng)水平進(jìn)行分析，得到表2。

1.3 典型機(jī)型尾噴距離

根據(jù)各機(jī)型的用于機(jī)場(chǎng)計(jì)劃的飛機(jī)特性手冊(cè)，通過(guò)分析航空器在起飛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣速度，可以得到不同機(jī)型的尾噴影響距離（如表3所示），繼而可以得到不同機(jī)型組合下的最小安全距離[8]（如表4所示）。

2 ?后側(cè)穿越方式在重慶江北機(jī)場(chǎng)的應(yīng)用

2.1 機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面結(jié)構(gòu)

重慶江北國(guó)際機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)等級(jí)為4F，擁有三條跑道，分別為02L/20R、02R/20L和03L/21R，其中02L/20R和02R/20L的跑道中心線間距為380m。02L/20R跑道長(zhǎng)3200m，02R/20L跑道長(zhǎng)3600，03/21跑道長(zhǎng)3800m。東跑道南起始端相對(duì)西跑道向北錯(cuò)開(kāi)60m，東跑道兩端跑道入口各內(nèi)移200m。重慶江北機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面圖如圖1所示。

該機(jī)場(chǎng)目前共有A、B、C、D、E、F、G、H、J九條平行滑行道，其中A、B滑行道位于02L/20R跑道與T1、T2航站樓之間，A滑行道用于航空器進(jìn)出停機(jī)坪，C滑行道位于02L/20R與02R/20L之間;D、E、F位于02R/20L跑道東側(cè)與T3A航站樓之間;G、H、J位于T3A航站樓東側(cè)與03/21跑道之間。

2.2 后側(cè)穿越可用聯(lián)絡(luò)道

通過(guò)谷歌地球?qū)χ貞c江北機(jī)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，得到各聯(lián)絡(luò)道口距起飛跑道20R/02L末端的距離，如表5所示。然后根據(jù)不同機(jī)型組合下，穿越航空器不受起飛航空器尾噴影響的最小安全距離，以02R著陸的飛機(jī)穿越起飛跑道02L的情形進(jìn)行討論，得到此時(shí)可用于后側(cè)穿越的可用聯(lián)絡(luò)道口見(jiàn)表6所示（前機(jī)表示起飛飛機(jī)，后機(jī)表示著陸飛機(jī)）。

通過(guò)結(jié)合重慶江北機(jī)場(chǎng)，對(duì)后側(cè)穿越方式下，航空器可以從起飛點(diǎn)后側(cè)穿越跑道的聯(lián)絡(luò)道口進(jìn)行了分析，得到在02R著陸的飛機(jī)穿越起飛跑道02L情形下的可用聯(lián)絡(luò)道只有B1，其中，“＼”表示無(wú)可用聯(lián)絡(luò)道，由于B777滿載時(shí)所需的起飛滑跑距離大于非全跑道起飛時(shí)的跑道長(zhǎng)度，而B(niǎo)737-800減去起飛滑跑距離后的跑道剩余長(zhǎng)度小于其尾噴影響距離，因此在該種跑道運(yùn)行模式下，起飛飛機(jī)為B777和B737-800時(shí)，均不可采用后側(cè)穿越方式。

3 ?結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)分析航空器的性能，研究了多跑道運(yùn)行下的后側(cè)跑道穿越方式，能夠在保證多跑道機(jī)場(chǎng)的地面運(yùn)行安全的同時(shí)提高機(jī)場(chǎng)運(yùn)行效率，減少航班延誤水平，在一定程度上可以緩解我國(guó)繁忙多機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行壓力。此外，為進(jìn)一步完善，在下一步的研究工作中將加入輕型機(jī)進(jìn)行分析，并對(duì)不同跑道運(yùn)行模式下的后側(cè)穿越方式進(jìn)行分類(lèi)討論。

參考文獻(xiàn)：

[1]王錦山.淺析SHEL模型中各界面的關(guān)系[J].空中交通管理，2004（1）：46-49.

[2]王莉莉，任武玲.基于數(shù)學(xué)模型的平行跑道穿越點(diǎn)變化下的容量評(píng)估[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2015，15（32）：228-231.

[3]袁則華，王明明.機(jī)場(chǎng)跑道入侵問(wèn)題與防范措施分析[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2017，05：68-70.

[4]黃寶軍，房曉丹，王潔寧.基于多agent的跑道侵入風(fēng)險(xiǎn)分析建模及仿真[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2017，29（4）：910-925.

[5] Henk A. P. Blom，Sybert H. Stroeve，Hans H. de Jong.Safety Risk Assessment by Monte Carlo Simulation of Complex Safety Critical Operations[J].Developments in Risk-based Approaches to Safety.Springer London ， 2006 ：47-67.

[6]Tibor Bosse，Nataliya M. Mogles.Formal Analysis of Aviation Incidents[J]. Advanced Research in Applied Artificial Intelligence.2012，7345：371-380.

[7]Kai Shi，Hai Yu，Zhiliang Zhu，et al.Anticipatory Runway Incursion Prevention Based on Inaccurate Position Surveillance Information[J].Intelligent Information and Database Systems.2017，10192：93-104.

[8]陳亞青，張曉燕.重慶江北機(jī)場(chǎng)起飛飛機(jī)后側(cè)跑道穿越方式初探[J].民航學(xué)報(bào)，2018，2（4）：25-30.