机场规划设计考试重点.ppt

航空运输系统的组成,民用航空：使用各类航空器从事除了军事性质以外的所有的航空活动。民用航空分为公共航空运输和通用航空运输思考：航空器与飞机？公共航空运输（航空运输）：以航空器进行经营性客货运输的航空活动通用航空：公共航空运输之外的民用航空活动为通用航空，包括：工业航空、农业航空、航空科研和探险活动、飞行训练、航空体育活动、医疗卫生和救灾抢险、公务航空、私人航空,航线、航路和航班,航线：确定了飞机飞行的具体方向、起讫和经停点。航路：是飞机按照指定的航线由一地到另一地的空中通道（空域）航路可分为两部分：航站区空域（供飞机进出机场的空域）和航线空域（连接各航站区的航路）航班：是指飞机从始发机场出发，或经过中间的经停站，到达终点机场的经营性运输飞行,航线和航路（续）,1、国内航线：飞行起点、经停点和终点都在同一国家境内的航线。A.干线(TrunkRoute)，我国的干线航线是指首都北京至全国各省会城市以及大城市之间的航线，形成省际或大城市之间的空中交通干道。一般来说，干线上的客货流量大，使用的机型运载能力强。B.支线(RegionalRoute)，是指区域性的、大(一般指省会)城市至本地区中小城市之间的航线，目的是汇集或疏散客货流，辅助干线运输。例如，上海-黄山，南京-杭州、舟山杭州等。（相对于枢纽而言）。C.地方航线(LocalRoute)，是指一省(地区)内的短程航线。例如，南京-连云港。地方航线主要用于地方上地面交通不便的小城市之间的客货邮运输。通常将这种地方航线归入支线范畴。,航线和航路（续）,2、国际航线：国际航线是指飞行起点、经停点或终点超过一个国家的国境线的航线。例如，北京-莫斯科。3、地区航线：地区航线是指在中国大陆城市与香港、澳门和台湾之间的飞行航线。例如，南京-香港，广州-澳门。,飞机（续）,商务载重：所有能产生收益的载重，包括旅客、行李、邮件和货物无燃油重：不包括燃油的飞机全重基本重或空重：不包括商务载重和燃油重的飞机重最大机坪重：飞机在停机坪上时的最大允许重，它包括基本重、商务中和全部燃油重最大起飞重：飞机在松开刹车准备起飞时的最大允许重，包括基本重、商务重、航程用燃油和备用燃油重，但不包括滑行和试运转用燃油重最大着陆重：飞机着陆时结构所能承受的最大允许重，它决定了起落架的设计载重,机场规划的种类,目的：根据机场系统规划要求，规划国家、地区或省的机场布局。内容：根据机场系统规划要求，结合周边地区经济、国防地位、空域可用条件、地面运输关系、地理、气象、有利于航空运输业发展的航空运输网络等因素，对未来机场场址进行规划。,机场发展战略规划,目的：对于一个具体机场的近期或者远期发展的战略性规划。内容：机场未来的发展战略目标，机场规模、场址、生产规模，市场规模，机场网络联盟，技术，人才，资本，资产，与周边的经济发展协调关系。,机场系统规划,机场系统规划：是为满足一个城市、地区或国家目前和将来的需要所需的航空设施的描述。提出新机场的大致位置及特性和对现有机场扩充性质的建议包括建设的时间安排及估计费用，并将机场系统规划同有关政府权力机关的政策和目标连结起来总目的是为明确而详尽的机场总体规划提供依据,机场系统是由若干个机场组合而成，每个机场都不是单个运作机场系统规划提供为建立一个符合地区需要、可行的和综合的机场系统所需的全面具体的政策、计划和方案,机场系统规划（续）,机场系统规划（续）,机场总体规划,机场总体规划是为了机场整体资源的最佳配置以及未来的分阶段可持续发展而制定的整体发展规划，它为机场在各个阶段的发展制定蓝图，并确定机场的终期规模，绘制出机场建设的总平面图机场总体规划说明了机场规划者对某个机场长远发展目标的观点（ICAO，1987）“发展”包括为飞行和非飞行使用的整个机场地区以及机场邻近土地的使用机场总体规划的目标是为将来的发展提供指针，使其满足航空要求，并与环境、公共事业发展及其它方式的交通相互协调一致机场总体规划包括机场布局规划机场的总体规划应与城市总体规划相协调,机场总体规划（续）,根据国家、行业或地区航空运输业（机场）发展战略规划与实施计划，以及本机场的战略规划，对机场建设的具体内容进行计划，包括建设内容、实施时间与进度、经费、与周边地区的协调关系等。,机场总体规划的目的：,机场总体规划（续）,机场总体规划编制要求：机场总体规划应统一规划，分期建设，满足近期和远期发展的要求；机场总体规划目标年，近期为10年，远期为30年。机场总体规划在满足机场安全正常运行，提高服务水平的前提下，遵循以功能分区为主，行政区划为辅的原则；功能分区及设施系统应当布局合理，容量平衡，满足航空业务量的发展需要。机场总体规划应符合国家及民航行业的有关标准及规范的要求。机场总体规划应符合国家国防要求编制机场总体规划应当符合基本要求,机场总体规划（续）,编制依据；机场场址的基本情况描述（机场现状、周边空域及助航实施、周边用地及交通等情况）；机场航空业务量预测及相关数据分析报告；跑道位置及方位，飞行区各部分的平面尺寸，各功能分区的位置范围、相互关系及平面规划布局；机场分期建设规划及分期建设用地范围；空管设施规模及导航台站位置；机场建设和生产运行对周围环境影响的评价；,机场总体规划的内容：,机场总体规划（续）,场内外交通及公用设施系统，公用设施干管线走向及机场控制点高程；规划方案的分析对比与优化；技术经济指标分析工程技术及经济效益的综合论证，提出推荐方案；机场总体规划图；建设经费预算及来源；附件。参见：2000年12月18日中国民用航空总局第96号令民用机场总体规划管理规定,机场规划的目的、过程和内容,机场规划的目的是为了在下述诸方面提出指导方针，供机场当局制定短期和长期的发展政策和决策，向上级部门或其他单位寻求财政资助，争取当地政府和人民的兴趣和支持等：（1）机场各项设施的发展规模（2）机场毗邻地区的土地使用（3）机场的修建和使用对周围环境的影响（4）对出入机场的交通设施的要求（5）经济和财政的可行性（6）各项设施的优先次序和阶段划分,机场规划的目的,机场规划的过程和内容,第一阶段：确定机场的设施要求这一阶段主要是确定适应运输要求所需的机场设施（1）现状规划工作的第一步是搜集机场服务设施的有关数据，为规划提供基础信息所搜集的资料包括：现有机场的性质、规模和使用情况空域结构和导航设施场址的物理和环境特性周围土地的目前使用状况和规划对周围环境的影响,机场规划的过程和内容（续）,公用设施和其他公共建筑物现有的和规划中的出入机场的地面交通系统机场系统规划、地区经济发展规划、城市建设发展规划土地使用规划社会经济和人口统计财政来源等（2）航空运输需求预测预测是制定规划的基础。规划应提供远期（一般20年）、中期（一般10年）和近期（2-5年）的交通预测，包括：,机场规划的过程和内容（续）,年和高峰小时旅客量年和高峰小时飞机运行次数年货运量机队组成出入机场交通量（3）需求-容量分析主要对飞行区、航站区、空域、出入机场地面交通系统和交通管制等5个方面进行容量分析预测的飞机运行次数同飞行区场道、空域和空中交通管制设施的容量进行比较,机场规划的过程和内容（续）,旅客预测量同旅客航站楼的容量进行比较货物预测量同货物航站楼的容量进行比较地面交通预测量筒出入机场地面交通设施的容量比较通过上述比较，可以提供基础以确定所需的设施和可行性（4）确定所需的设施列出所需设施的清单，包括：跑道条数、长度、强度、机-门位数、停机坪面积、航站楼面积、停车场面积、出入机场地面交通的类型、机场所需的土地面积这一清单可用作可行性、机场选址或设计方案研究的基础,机场规划的过程和内容（续）,（5）环境影响分析在场址选择和设计过程中，要对环境进行细微的研究，以保证机场与环境的协调一致。环境研究包括：机场毗邻地区的噪声级位分布空气和水质的污染情况自然环境的改变居民区的被分割或迁移等第二阶段：场址选择场址选择是从环境、地理、经济和工程观点出发，寻找一块其尺寸足够容纳各项机场设施而位置适中的场地,机场规划的过程和内容（续）,选择场址最重要的是对各候选机场场址进行正确评价。评价需要考虑的因素包括：可利用空域在“受保护空域”内是否有障碍物，即净空要求是否满足对周围环境和发展的影响场址的物理特性，如地形起伏、地基较弱、气候条件接近航空业务需求点，例如接近市中心现有出入机场地面交通系统现有公用设施的可利用程度土地价格,机场规划的过程和内容（续）,第三阶段：机场总平面图（1）机场布置图在选好场址和确定所需设施后，可进行机场平面布置：安排跑道、滑行道和停机坪的构型、划出留待建立航站楼设施的范围，确定导航设施和跑道进近区的位置等（2）土地使用图在机场场界范围内定下预留给建造航站楼、维修设施、商业楼、工业场所、娱乐场所、缓冲地区等的范围在机场界范围外则定下受机场净空标准和噪声暴露级位影响的范围，对这些地区提出土地使用的建议,机场规划的过程和内容（续）,（3）航站区布置图航站区的布置主要包括旅客航站楼、货物航站楼、飞机库、旅馆、商业和服务区、机场入口和服务道路等位置和范围的安排它们与飞行区的构型和土地使用规划有关（4）出入机场地面交通图总平面图上应注明由市中心或者由现有或规划中的地面干线交通的连结点进出机场的路线第四阶段：财务计划机场规划系统按照远期、中长期和近期的运输需求制定的，所建议的各项设施宜相应地订出分阶段实施的计划。然后估算各阶段各项实施所需的费用，并从机场运营的观点进行经济可行性分析，最后，分析资金筹措的来源以判断财务可行性,机场需求预测分析,思考：需求分析与预测的目的是什么？机场需求分析的目的是：是否需要新建或改扩建机场机场预测的目的：新建或改扩建机场的规模,机场需求分析,一、机场需求分析的内容机场需求分析主要从宏观层面、中观层面和微观层面分析新建或改扩建机场的必要性！宏观层面：国家经济发展状况、国防特点、国家航空网络布局等中观层面：运输方式的衔接、运输方式的运力分析、与城市规划的关系、土地规划利用情况、当地经济发展状况、产业发展需求等微观层面：空域规划状况、航空公司的进驻、净空要求、土地的可利用性等,机场预测分析,需求预测是规划过程中确定所需设施及其规模和时间的必要环节。同时，它也是在评价资金投入和回收机进行成本-效益分析时所必须的依据。宏观预测：在一个国家、一个州或一个大城市区中总的航空活动的预测微观预测：涉及个别机场或在个别航线上的活动思考：机场预测究竟预测哪些内容？每一种预测内容的用途是什么？,机场预测分析（续）,机场业务活动基本由三个部分构成：航空活动、非航空活动和特许经营机场航空业务包括旅客运输业务和货物运输业务。旅客运输业务分为三大类：始发旅客运输；到达旅客运输；中转、过站旅客运输。机场货物运输分类和旅客运输分类类似机场航空业务量预测的主要目的是对客货吞吐量和飞机活动数进行预测机场航空业务量是经常变化的，这种变化是由不同时间的不同客货需求而产生的,机场预测分析（续）,客货吞吐量：指的是一定时期内飞机起降次数和旅客运送数量。该指标可反映机场规模和能力旅客周转量：指报告期内机场实际运送的每位旅客与该旅客运送距离的乘积之和。计算单位：人公里。计算公式：旅客周转量(人公里)(运送的每位旅客该旅客运送距离)货物周转量：指报告期内机场实际运送的每批货物重量与该批货物运送里程的乘积之和。计算单位：吨公里。计算公式：货物周转量(吨公里)(每批货物重量该批货物的运送距离),机场预测分析（续）,一、机场预测内容机场吞吐量预测要从调查开始，需要收集历史上机场航空业务量，收集资料包括：年旅客、货物和邮件运输量，按国际和国内，定期航班和非定期航班，到达、出发、过境和中转分类（对于新建机场与同等机场相互比较分析）高峰小时飞机运行次数及旅客、货物和邮件运输量，按到达、出发和综合分类（各项和各类的典型高峰小时可能发生在不同时时刻）高峰月的平均日飞行运行次数及旅客、货物和邮件运输量利用该机场的航空公司数，它们与该机场有关的航线结构，按照国内和国际分类,概念,高峰月：一年中航空业务量最多的月份高峰周：一年中航空业务量最多的周称为高峰周高峰小时：一年中第30个或者第40个繁忙小时称为高峰小时注意：不能把一年发生的一次或二次绝对客货作为高峰小时，旅客航站楼的规模就是依据高峰小时旅客确定的,机场预测分析（续）,四、机场客货吞吐量预测方法的选择（1）首先明确所研究机场的客货吞吐量在发展过程中所处的阶段机场客货吞吐量处于投入期：航空业务量的发展是缓慢的，一般属于线性函数机场客货吞吐量处于成长期：航空业务量发展可以用指数函数或其他曲线函数拟合机场客货吞吐量处于饱和阶段：航空业务量发展可以用抛物线或其他曲线函数拟合（2）分析机场客货吞吐量的散点图（3）选择外生变量这是预测最为困难的问题，就是具体分析哪个或哪几个经济变量对所分析机场的客货吞吐量的影响最直接案例：国家十二五规划子课题：国内外经济社会发展对民航发展的影响,机场预测分析（续）,新建机场的客货吞吐量的预测由于缺少历史数据，需要采用定性分析方法为主，定性分析和定量相互结合的方法，常用的定性方法有德尔菲方法和典型分析方法典型分析法是以新建机场所在城市为中心，分别与通航机场所在城市，进行城市对儿社会经济分析，对能够影响两个城市之间航空业务需求的因素加以调查研究，并作出预测,机场预测分析（续）,典型分析包括以下方面：城市性质城市的规模、人口及经济发展程度城市间距离城市间社会经济活动、通讯情况城市间各种运输方式的运价、运量情况根据以上各个方面和其他基本有关因素，能够估算城市对儿之间的航空业务量,机场预测分析（续）,机场客货吞吐量发展的影响因素是不断变化的机场客货吞吐量的预测必须考虑地面运输方式的未来发展（例如：聚集模型）若社会经济环境在预测期内不会发生大变化时，趋势外推法是个很好的预测工具若发生重要政策变化、重大技术发展货其它重大变化，就要选择因果关系的预测方法,机场预测分析（续）,五、预测方法（1）经验判断法（2）市场份额分析法（3）趋势外推法（4）计量经济模型法掌握各种预测方法的适用条件、优缺点！参考文献：1、航空运输管理预测都业富2、机场规划设计与环境保护钱炳华,机场布局的影响因素,一、地理位置地理位置是指地球上某一事物与其他事物之间的空间关系。地理位置包括：经纬度位置、自然地理位置、政治地理位置和经济地理位置等影响空运布局的地理位置主要指空运区位，即其在空运网络中的位置和作用二、自然条件自然条件指影响人类活动的自然环境要素，包括地貌、地质、气象气候、土地、水、植物等（1）地理自然要素,机场布局的影响因素（续）,地形地貌是修建机场和确定航路的重要条件。通常，一个机场的建设至少需要一块30多千米长，10多千米宽的平坦场地，同时还要求四周地形平缓，视野开阔导航台还要考虑周边电磁环境的影响（2）气象气候条件飞行活动明显受到天气条件的影响和制约，天气条件在很大程度上决定飞行的安全与正点航线应尽量避开危险天气的易发地区，选择安全的飞行路线在机场，飞机的起降主要受到地面风速、风向、地面与空中能见度、降水等因素的制约飞机起降的理想条件是逆风起降，这就使跑道的走向必须与当地的盛行风向一致！,机场布局的影响因素（续）,风力负荷：又叫风量，是指在风的影响下，机场能够保证飞机起飞着陆的可能性，它以百分率表示。例如，某机场的风力负荷为90%，这表示机场保证起飞着陆的可能性为90%。即在风的影响下，平均一年能够保证起飞着陆的日数为36590%=328.5天注：机场跑道应保证风力负荷大于等于95%！参见课本：风力负荷的计算三、经济条件经济条件是影响航空运输布局的重要因素，它包括：经济发展水平、经济重心区的分布、对外经济联系、相关的经济部门及行业,机场布局的影响因素（续）,（1）经济发展水平衡量一个国家和地区经济发展水平的指标是国内生产总值GDP以及人均GDP按照发达国家的发展历程，人均GDP在1000-4000美元期间是航空运输需求快速增长阶段目前我国人均GDP3678美元，世界排名第100名。思考：国民经济与民航的关系。（2）经济重心区的分布世界各国的经济重心区都是空运发达地区我国形成了长三角、珠三角、环渤海三大经济核心区以及相应的机场群,机场布局的影响因素（续）,（3）对外经济联系一个国家的对外经济联系基本上决定了其国际航空运输的规模（4）相关经济部门及行业交通运输业（其他运输方式对民航的影响）高速公路和铁路为主的地面交通对民航的影响：一是抑制支线航空的发展，另一方面是加大了主要机场的辐射范围现代物流业的快速发展对交通运输体系产生较大影响旅游业航空运输作为现在旅游交通的主要方式，与旅游业相辅相成,机场布局的影响因素（续）,四、政治因素航空运输是进行政治、外交活动的有力工具五、科技条件随着科技的发展，飞机的性能、地面设备及线路状况不断得到改善，促使航空活动能力不断增强，活动范围不断扩大六、人口情况人口既可以成为航空运输的对像，也可以作为航空运输所需的劳动力。人口数量、密度、经济收入、职业构成、文化程度、亲缘分布等影响航空运输量的大小,机场布局的影响因素（续）,在经济水平相近的情况下，两地间人口的多少基本上决定了两地间客运联系的强弱，一般采用人口吸引模型进行量化计算人口吸引模型将物理学中万有引力的思想方法用于客运需求预测，对于两地间航线的开辟、航班密度的确定、客源组织具有重要参考价值人口对航空货运也有一定影响七、已有客运网络空运网络的整体性与连续性使已经形成的机场、新开辟的航线组成一定影响和制约,机场选址的影响因素（续）,一、周围地区的发展类型（1）机场位置尽可能避免靠近住宅区和学校（2）机场规划应与其他交通方式的规划相一致二、公众的便利性（1）机场与大多数潜在用户的距离应不超过30min（2）机场位置选择需要考虑其他运输方式的衔接三、扩建可用的土地（1）机场必须预先获得足够的土地，以备机场扩建只用（2）机场规划应与当地的城市总体规划和土地使用规划相互协调，确保机场远期发展能获得足够的土地四、可用空域（1）机场位置选择或扩建必须分析该地区内其他机场的运行情况,机场选址的微观影响因素（续）,机场之间的最小距离完全取决于交通量及其类别，以及机场是否装置有能供飞机在能见度低条件下运行的设备（2）机场位置必须与其上空航路的交通形式相适应（3）机场位置选择必须与空中交通管理相互协调五、周围障碍物机场附近的障碍物必须满足机场障碍限制面及空管部门提出的要求六、建设成本（1）优先选择建设成本较省的场地（2）场地上或者附近地方能够得到地方建筑材料,机场选址的微观影响因素（续）,七、公用设施的可用度（1）机场位置的选择必须考虑公用设施的供应情况（2）在大多数情况下，机场必须用自己的发电站（3）场址应尽量结合利用附近的道路、供油及城市公用设施的现有条件及发展规划，充分利用就近的地方建筑材料和工业原料,机场选址的基本要求,一、使用上的要求（1）尽量使跑道两端两侧净空良好（2）相邻两个机场的飞机起飞着陆不会互相干扰（3）飞机起飞着陆不穿越国境线和禁区（4）机场离开重要军事基地、交通枢纽、大型油库、发电厂、电视塔、广播塔、架空高压输电线、电气化铁路等，应有足够的安全距离（5）便于设置引导飞机着陆的导航设施（6）飞机起飞着陆受气象条件影响很少（7）跑道不被洪水淹没和飞行区不内涝（8）远离候鸟群习惯迁徙的路线和吸引鸟类聚集的地方（9）场地开阔而且跑道端安全地区以外的地势较平坦，便于机场发展（10）离开城市的距离适中而且便于与城市联系（11）水源充足，水质良好,机场选址的基本要求(续）,二、环保和经济上要求（1）对周围环境不会造成明显的飞机噪声污染跑道远离附近居民区机场位置即使离城镇较远，也要尽量保证飞机起降不穿越城镇上空（2）防止对社会环境产生不良影响不妨碍当地的城市建设节约用地，尽量少占用耕地和不占良田减少农民种地、工人上班、学生上学等受机场阻隔的影响避开有开采价值的矿藏避开省市级以上的历史文物保护区和风景区,机场选址的基本要求(续）,（3）防止对生态环境产生不良影响避开自然保护区、重要水源保护区、森里和湿地在草原地区，尽量把机场选在植物生长不良的地方（4）经济尽量少拆房屋尽量少拆公路、灌溉渠道等尽量设置在地势平坦和便于排水的地方避开强烈地震区避开地质条件恶劣地区,机场总图,机场总图规划是关于现有和拟设的机场设施的布局和土地利用，包括设施的位置和有关的间距以及尺寸资料等，按照比例的图形显示机场总图包括：重要的机场设施重要的自然和人工特征物预留给现有或未来航空以及非航空发展和服务的区域现有的地面等高线逐步淘汰的设施,机场总图(续）,机场围界和由机场出资方拥有或管理的区域净空障碍物限制图带有经、维度和国家坐标的机场参考点跑道端、最高点、最低点及跑道交叉点的高程跑道的真方位角有关尺寸,跑道构型和方位,跑道构型取决于跑道的数量和方位跑道的数量取决于交通量的大小跑道的方位取决于风向、场地及周围环境条件飞机场占地主要取决于跑道构型及其他设施的规模（1）单条跑道单条跑道是最简单的一种构型，单跑道机场占地少，适用于中小型地方机场或飞行量不大的干线机场航站区尽可能靠近跑道中部，由联络滑行道与跑道连接是否设置平行滑行道取决于飞机运行架次单条跑道容量在目视飞行情况下，每小时为45-100架次；在仪表飞行情况下，根据不同的飞机机型组合机助航设备，每小时约为30-50架次,跑道分类：（1）非仪表跑道：供飞机用目视进近程序运行的跑道目视进近程序：飞机在仪表进近程序中不能直线进近着陆时，着陆前在机场上空进行目视对准跑道的机动飞行（2）非精密进近跑道：装有目视助航设备和一种至少能为直接进近提供方向性引导的非目视助航设备的仪表跑道（3）精密进近跑道：装有仪表着陆系统和目视助航设备的仪表跑道，分为I类、II类和III类I类精密进近跑道：装有仪表着陆系统和目视助航设备，能供飞机在决断高度低至60m和跑道视程低至800m时着落的仪表跑道II类精密进近跑道：与I类相同，但为飞机在决断高度低至30m和跑道视程低至400m时着落的仪表跑道III类精密进近跑道：为装能引导飞机直至跑道，并沿其表面着陆或滑行的仪表着陆系统的仪表跑道,决断高度/决断高在精密进近过程中规定的一个高度/高，如果在该高度/高不能建立继续进近所必须的目视参考，则必须开始复飞。注1：决断高度（DA)以平均海平面(MSL）为基准，决断高（DH）以跑道入口标高为基准。注2：“必须的目视参考”是指看到目视助航设施或进近区域部分后要有足够的时间，以便于飞行员能够决断航空器与应飞航道的位置关系和位置变化率。,根据对目视助航设备的需要程度，III类精密进近跑道分为以下三种：III类甲能在跑道视程低于200m（决断高度不限）时着陆，仅用目视助航设备完成着陆的最终阶段和在跑道上滑行III类乙能在跑道视程低至50m（决断高度不限）时着陆，仅在跑道上滑行中用目视助航设备III类丙无需依靠目视助航设备完成着陆和在跑道上滑行跑道视程：在跑道中线，航空器上的驾驶员能看到跑道面上的标识、跑道边界灯或中线灯的距离。,跑道构型和方位（续）,（2）平行跑道近距平行跑道：间距为210-760m，航站区一般布置在两条跑道的一侧中距平行跑道：间距为760-1300m，航站区可以布置在两条跑道之间远距平行跑道：间距大于1300m，航站区一般布置在跑道之间思考：平行跑道的跑道容量与哪些因素有关？（跑道间距、跑道构型、进近程序、机队组成等）目视飞行情况下，约为单条跑道的两倍；仪表飞行情况下，根据不同的飞机组合，近距平行跑道的小时容量为50-60架，中距平行跑道为75-80架次，远距平行跑道为85-105架次。,？,两条跑道中心线之间的距离,跑道构型和方位（续）,（3）交叉跑道思考：为何需要设置交叉跑道？航站区布置在交叉点与两条跑道所夹的场地内两条交叉跑道的容量通常取决于交叉点与跑道端的距离以及跑道的使用方式目视飞行情况下，交叉跑道的小时容量为50-175架；仪表飞行情况下为40-70架次试着分析交叉点与跑道容量的关系！,跑道构型和方位（续）,（4）开口V形跑道开口V型跑道是两条跑道不相交，散开布置当有小风或无风的情况下，两条跑道同时使用航站区通常布置在两条跑道所夹的场地上跑道容量取决于飞机起飞着陆是否从V形顶端向外进行,跑道构型和方位（续）,总结：（1）在满足机场容量及运行要求前提下，从规划布局的角度出发，单条跑道和远距离平行跑道构型最为可取，可提供容量最大（2）对空中交通管制，引导飞机单方向运行比多方向运行简单（3）与散开跑道构型比较，开口V型跑道比交叉跑道构型更可取（4）在开口V型跑道构型中，飞机从V型端部向外散开起飞和着陆的运行策略较以相反的方式运行可提供最大的容量（5）如果不能避开采用交叉跑道，则应尽一切努力使两条跑道的相交点尽可能接近它们的入口，使飞机从离开相交点方向起飞着陆而不是向着相交点起飞着陆,跑道构型和方位（续）,（5）跑道方位跑道方位取决于机场所在地区的主导风的风向，应尽可能的顺应当地的主导风方向飞机起降的最大容许侧风取决于飞机大小、机翼构型和道面表面状况基准长度为1500m或以上时：侧风速度不大于37km/h基准长度为1200m以上不足1500m时：侧风速度不大于24km/h基准长度为1200m或以下时：侧风速度不大于19km/h风力负荷（风量）：在风的影响下，机场能够保证飞机起飞着陆的可能性以百分比表示国际民航组织的要求是什么？,航站区及货运区,航站区由旅客航站区和货物航站区组成一、旅客航站区旅客航站区由航站楼、站坪及停车场组成（一）航站楼1、位置（1）航站楼通常设在跑道的中部，而且尽量靠近平行滑行道。当飞行区只有一条跑道而且风向较为集中，航站楼宜适当靠近跑道主起飞的一端（2）当飞行区只有一条跑道，航站楼应设在靠近城市的跑道一侧，不易设在远离城市跑道一侧（3）当飞行区有两条跑道时，航站楼宜设在两条跑道之间（4）航站楼要离开跑道足够距离，给站坪和和平行滑行道的发展留有足够的余地,航站区及货运区（续）,（5）大型机场的航站楼较长而且站坪的面积较大，为了便于航站楼布局和站坪排水，航站楼应设在即平坦又较高的地方（6）航站楼应离开其他建筑物足够距离，以便将来发展2、型式航站楼的垂直型式主要有：一层式、一层半式、两层式3、建筑面积航站楼的建筑面积根据高峰小时客运量确定面积配置标准与机场性质、规模及经济条件有关目前，我国可考虑采用国内航班14-26m2/人，国际航班28-40m2/人,航站区及货运区（续）,（二）停车场所停车设施设在航站楼附近，通常就是停车场停车场的面积根据高峰小时车流量、停车比例及平均每辆车所需要面积确定高峰小时车流量可以根据高峰小时旅客人数、迎送者、出入机场职工与办事人员人数以及平均每辆车的载客量确定（三）机坪设在航站楼前的机坪称为站坪或客机坪，供客机停放、上下旅客、完成起飞前的准备和到达后各项作业站坪布局必须和航站楼布局综合考虑，达到两者最佳结合机坪的数量是由高峰小时飞机起降架次决定的旅客登机方式有三种：在站坪上步行、使用登机桥、用车辆运送飞机在航站楼前集结型式：前列式、指廊式、卫星式、远机位式,例题：预测某机场2015年的各种飞机高峰小时飞机起降架次，根据结果初步确定站坪数量。已知：（1）2015年该机场的客运量为国内560万人、国际140万人（2）机场不通航货运（3）根据目前飞机运行情况并考虑今后发展，得出2015年的机种、机型、各机种的比例、满座率如下表（4）高峰小时起降架次占年起降架次的0.04%,航站区与跑道关系,布置航站区与跑道的相对位置的主要原则：（1）在保证飞机安全运行的前提下，结合地形条件，尽量缩短起飞飞机从航站区到跑道起飞端及着陆飞机从跑道抵达站坪的滑行距离，提高机场运行效率，节约油耗（2）考虑航站区与城市间的地面交通的连接以及航站区内交通组织（3）为机场内各设施将来扩建发展留有余地（4）尽量避免起飞、着陆飞机在低空飞行时越过航站区上空，防止意外事故的发生,航站区与跑道关系（续）,等待、等候机坪,一、等待机坪（1）等待机坪设置在跑道起飞端的临近处（2）等待机坪的作用：供飞机在起飞前做最后的检查；如有一架飞机因某种故障不能立即起飞，另一架飞机能绕过它飞行；空管为增大容量连续放行大飞机或小飞机（3）等待机坪应设计成能容纳3架或4架飞机，并有足够的场地供飞机互相绕行二、等候机坪等候机坪是设置在机场上一个方便地点相对较小的机坪，作为临时停放飞机之用；大型机场的设计一般要设置等候机坪，防止需求量的起伏波动,滑行道布置（续）,滑行道的主要功能是提供从跑道与航站区、维修机库的飞机相互联系通道滑行道的布置应该使刚落地的飞机与滑行起飞的飞机不互相干扰，而且滑行道的路线应该避免同使用中的跑道相交叉平行滑行道的设置：一般适合大型繁忙机场滑行道路线应选择使从航站区到跑道起飞端具有实际可行的、最短的距离出口滑行道（转出滑行道）：在跑道的若干处设置滑行道，使着陆飞机尽可能快的脱离跑道（？）思考：滑行道与跑道交叉的关系？直角相交：飞机在跑道划入滑行道之前，速度减到最小钝角相交：较高的速度脱离滑行道，减少跑道占用时间,空中交通管制设施,空中交通管制设施有航管、通信、导航和气象设施一、航管设施空中交通管制分为区域管制、进近管制和塔台管制（1）区域管制：负责一个明确的地理区域内的飞机运行管制工作。它可设在机场内也可设在机场外。在机场内可与塔台合建，也可单独建航管楼；为了安全，航管楼不应设在公共设施区域内（2）进近管制：负责一个或几个机场的进近和离场管制工作，进近管制室可以独立设置，也可以和塔台合并或设在航管楼内（3）塔台管制：负责本机场塔台管制区内飞机的起飞着陆及与飞机活动有关的管制工作,机场净空要求（续）,二、障碍物限制面（1）内水平面：高出机场基准点（机场两端跑道入口中点）标高45m的一个水平面，其周边范围为以跑道入口中点为圆心，按一定半径（4000m）画出的圆弧，两个圆弧以公切线相连（2）锥形面：从内水平面周边起向上向外倾斜的面，其坡度为1/20，其高度从内水平面的高程算起（3）进近面：从升降带末端起向外和向上延伸的一段或多段变宽度倾斜面（升降带：以跑道中线为基准，两侧各65m的中线平行线和跑道两端各向外100m处中心水平延长线的垂直线所构成的场地）（4）内进近面：进近面中仅靠升降带末端的一块长方形部分（5）过渡面：从升降带两侧边缘和部分进近面边缘向上和向外倾斜，到与内水平面相交的一个复合面,机场净空要求（续）,三、影响机场净空要求的主要因素（1）飞机起落性能机场端净空的要求主要根据飞机起落性能确定。如果起落航迹比较平缓，则对障碍物限制较严；如果起落航迹较陡，则对障碍物限制不严端远净空：距离跑道端约5km以外的端净空部分端近净空：距离跑道端约5km以内的端净空部分飞行时，对端远净空的要求较低，但对端近净空的要求较高！思考：在端近净空范围内，大型运输机最大质量起飞的航迹与着陆航迹高低比较？端近净空的要求主要根据飞机最大质量起飞性能决定,机场净空要求（续）,（2）气象条件根据能否目视地标，气象条件分为简单气象条件和复杂气象条件飞机在简单气象条件下起飞着陆时，对机场净空要求不严思考：飞机在复杂气象条件下起飞和着陆对机场端近净空要求的不同？飞机在复杂气象条件下起飞时，对机场端近净空的要求和在简单气象条件下起飞的要求基本相同飞机在复杂气象条件下着陆时，对机场净空要求较严机场净空通常按照飞机在复杂气象条件下起飞着陆安全的要求来考虑！,机场净空要求（续）,（3）导航设备机场净空要求与导航设备性能有关思考：为何仪表进近跑道对净空要求很严,非仪表进近对净空要求不严？（4）飞行程序机场净空要求是根据基本的飞行程序确定的，如果飞行程序改变，则机场净空要求也相应改变,机场净空要求（续）,四、机场净空要求我国航空运输机场的净空要求主要参考附件14机场（一）飞机起飞净空要求1、净空要求起飞障碍物限制面的起端位于跑道端外规定距离处或净空道末端（当净空道长度超过上述规定距离时）标高等于跑道端至限制面起端之间的跑道中线延长线上最高点的标高，或当设有净空道时为净空道中线地面最高点的标高,机场净空要求（续）,（1）障碍物限制面起点位置10.7米是起飞障碍物限制面的起点飞机飞行过程的第一部分由跑道及净空道保证飞行安全。第二部分由机场净空保证飞行安全如何判断机场障碍物限制面起点？不同飞行区代码的机场的障碍物限制面起点不同。例如，代码为3或者4的飞行区障碍物限制面起点在距离跑道端60m处，如果设有净空道，而且其端部超出跑道端60m，则从净空道端开始（2）障碍物限制面的坡度和长度查表可以得出注意：在高原和高温地区，障碍物限制面相应增长！,飞机的起飞过程,飞机的起飞分为两个过程：1、从起飞滑跑起点开始至爬升到10.7m高为止2、从10.7m爬升到450m高或完成起飞到航路形态的转变并达到规定的爬升梯度和速度止，取飞行高度较高者,飞机的起飞过程（续）,飞机爬升至10.7m高以后的起飞航迹通常分为四段：（1）从离地高10.7m起至起落架收上止。（2）从起落架收上起，至爬升到不小于120m并且安全越过障碍物止。此段飞行高度不高，且距离较长，因此本段是确保起飞安全的关键阶段总航迹：飞机公司提供的真实航迹净航迹：根据总航迹制定的用以限制障碍物高度的航迹（3）平飞阶段，收起襟翼和加速至规定的最后爬升速度（4）最后爬升阶段，使用最大连续推力，爬升到不小于450m至,机场净空要求（续）,（二）飞机进近净空要求飞机进近净空要求查表即得（三）其他要求当跑道要在两个方向都能起飞或着陆时，则障碍物限制面的尺寸应按较严格的要求进行控制当机场有几条跑道时，应按表的规定分别确定每条跑道的障碍物限制面，而对其重叠部分按较严格的要求控制在内水平面、锥形面与进近面相重叠部分，障碍物高度必须按较严格的要求进行控制,机场净空要求（续）,对于符合遮蔽原则的高出障碍物限制面的建筑或物体，经过航行部门研究，确认不会影响飞行安全，并且经有关部门批准后，可以不认为是障碍物什么是遮蔽原则？即当一建筑物或物体被现有不可搬迁的障碍物所遮蔽，自该障碍物顶点向跑道方向并向下倾斜1:10的平面，对于不高出该面的建筑物或物体，即为被该不可搬迁的障碍物所遮蔽新建筑物或扩建现有建筑物的高度均应按照表中的规定加以严格控制，并适当考虑机场可能发展随之而来的障碍物限制要求,机场净空要求（续）,在障碍物限制面以外的物体在机场附近地区，高出地面150m或更高的物体应认为是障碍物，除非经过专门的航行研究表明它们并不危机飞行安全不高出进近面，但对目视或非目视助航设备的最佳位置性能有不良影响的物体，应尽可能拆除经航行部门研究，确认对飞行区或内水平面和锥形面范围内的飞机有危害的任何物体，应认为是障碍物，尽可能拆除,概述,1、容量定义容量（极限容量）：机场系统各项设施在一定时段内（通常为一个小时，也可能是一天或一年）通过不同运输对象（飞机、旅客、货物等）的最大能力称为容量实际容量：依据某个可接受的服务水平，也即某个相应的可容许的平均延误时间所确定的容量容许的平均延误一般为4min；实际容量一般为极限容量的80-90%！持续容量：是指在正常情况下持续几个小时内每小时的飞机运行架次持续容量可用于机场业绩目标的设定！公布容量：指在可接受服务水平下机场每小时可以服务的飞机运行架次公布容量可用来限制机场每小时安排的运行架次以维持一定的服务水平！,概述（续）,容量与需求的区别：容量指的是机场各基础设施容纳运输设施的物理能力容量是对供应的一种描述，独立于需求量及其波动和飞机的延误量机场系统各设施的容量取决于受限制的设施容量。飞行区的容量取决于跑道的容量容量分析主要用于判别现有设施是否满足运输需求，确定设施新建或扩建所需的规模,概述（续）,2、延误定义延误：飞机在机场或各设施上运行或操作所需的实际时间与不受其他任何飞机干扰的标准时间之间的差异注意：（1）需求量越接近于极限容量，平均延误时间越大（2）延误的多少反映服务水平和服务质量（3）延误与容量和需求量及其波动密切相关（4）系统的总延误为各组成部分延误的综合（5）延误分析主要用于方案比较及经济与服务水平的分析和评价,跑道容量分析,一、跑道容量的影响因素1、空中交通管制因素（1）跑道上不容许同时有两架飞机运行着陆飞机必须滑行道到出口外，起飞飞机才能飞行，其时间间隔取决于着陆飞机的跑道占用时间（约为1min）后一架飞机必须待前一架飞机升起后，方可进入跑道，二者的时间间隔取决于跑道占用时间（约为1min）（2）着陆优先于起飞着陆飞机离跑道口一定距离（约2nmile）或时间（1min）以内首先安排着陆，否则，可插入一次起飞（3）同一飞行路径的两架飞机之间应有足够的水平距离间隔单条跑道起飞时，当前后起飞离场的航空器为重型和中型、重型和轻型、中型和轻型时，尾流间隔为2min同航迹、同高度目视飞行的飞机之间的纵向间隔为5km或2km,跑道容量分析（续）,交通管制的完善程度和管制员所采用的顺序原则对跑道容量也有明显影响（如按照先到先服务、速度快慢放行）2、机队组成机队中各种类型飞机的组成比例不同，会影响到其平均水平距离和平均速度机队指数MI（%）：C：最大起飞重力为55.6-133.4kN的飞机运行次数占总次数的比例D：最大起飞重力大于133.4kN的飞机运行次数占总次数的比例,跑道容量分析（续）,影响跑道容量的飞机组成因素还有在总运行次数中着陆和着陆-离地所占的比例着陆百分比：着陆-离地百分比：其中，A、DA和TG相应的小时内着陆、起飞和着陆-离地的运行次数3、跑道布置和使用方案跑道的数量、间距、长度和方向跑道快速出口的数量、位置和设计特征跑道入口的设计（数量和位置）,跑道容量分析（续）,4、环境因素影响容量的主要环境因素为能见度、风、跑道表面状况和噪声减除要求二、单跑道容量单跑道容量估计方法有经验法、排队论法、解析分析法、FAA图解法和计算机仿真法1、经验法对现有机场的交通量进行调查，进一步形成图表，从而确定其容量2、排队论法采用先到先服务排队模型（1）排队论分析中仅考虑了部分影响因素（2）只给出一个稳定状态的解，实际运行中往往很难达到这个解,跑道容量分析（续）,（3）解析分析法该分析方法考虑的因素：一般进近路径的长度、飞机速度、空中交通管制所需的最小飞机间隔假设：管制员在期望的时间点放飞机进入进近入口，飞行员能够精确的控制速度和飞行间隔（无误差进近）进近模式两种：靠近模式（尾随的飞机速度等于或大于前行飞机）和拉开模式（前行飞机的速度大于尾随飞机的速度）,跑道容量分析（续）,最小时间间隔：其中，vi第i飞机的速度；为进近路径的长度；为飞机在空中的最小安全间隔距离；为无误差进近最小时间间隔，飞机2尾随飞机1在计算极限容量时，将飞机划分为n个离散的速度组，从而组成一个最小时间的矩阵：,跑道容量分析（续）,跑道容量分析（续）,每个速度飞机出现的比例可以组成速度比例矩阵。则期望的着陆间隔可近似描述为：跑道小时极限容量即为加权平均服务时间的倒数,跑道容量分析（续）,例题：计算无误差进近条件下的单跑道容量，进近路径的长度mile，最小的交通管制安全间隔mile，飞机进近速度见下表，并假设跑道的占用时间小于进近交通管制的时间间隔，对容量无影响飞机数据,跑道容量分析（续）,三、年服务容量年服务容量指平均飞机延误在8-12min内的年飞机运行架次年服务容量的计算步骤如下：（1）确定不同的运行条件下（VFR、IFR、双跑道、单跑道）以及跑道系统的使用情况和每种运行条件下的使用时间和比例，确定每种条件下的跑道小时容量（2）确定一年中使用比例最高的运行条件下的小时容量（支配容量）（3）按照下表确定每种运行条件的容量权重W，其中支配容量比例为某种运行条件下的小时容量与支配容量的比值,跑道容量分析（续）,（4）根据下面的计算公式计算跑道的加权小时容量为年中容量为的比例,跑道容量分析（续）,(5)确定运行架次和高峰月平均日运行架次的比率日系数，可通过下表获得（6）确定高峰月内日平均运行架次和高峰小时架次的比率高峰小时系数（7）按照下面的公式计算年服务容量ASV,某机场的年运行架次为367604，高峰月平均日运行架次为1050，高峰月的高峰小时运行架次为75，跑道使用状况见下表。确定该跑道的年服务容量。,侧风跑道,在保证安全运行的前提下，侧风跑道也在一定程度上增加跑道系统的整体容量。决策的关键指标有四个：（1）对侧风分量（指风矢量中垂直吹向跑道的风量）允许标准的选择FAA（美联邦航空局）：允许侧风分量不超过15节（24千米/小时）；ICAO（国际民航组织）：侧风分量不能超过20节（37千米/小时）机场必须保证在一年中不能起降的时间不超过5%，否则就要建侧风跑道（2）机场所能容忍的停航时间和相应的损失（3）机场修建侧风跑道所付出的代价（土地和投资）（4）侧风跑道的利用率及其对跑道整体容量的贡献,跑道容量分析（续）,欧美及我国机场跑道的实际容量FAA标准：（1）一条跑道：年起降架次17万-22万架次，高峰小时起降42-53架次（2）两条跑道：近距平行跑道：年起降架次28万-38万架次，高峰小时起降54-64架次一起一降：年起降架次33万-42万架次，高峰小时起降474-79架次远距平行跑道：年起降架次36万-43万架次，高峰小时起降88-106架次（3）四条平行跑道：年起降架次56万-77万架次，高峰小时起降108-128架次我国机场一条跑道年起降架次18万-20万架次，高峰小时起降45-50架次,延误分析,一、小时延误分析飞机的小时延误的估计方法有经验法、排队论法、解析法和仿真法等1、经验法经验法以美国FAA的延误计算图表法使用最广泛，具体步骤：（1）对跑道计算小时需求和容量之比D/C（2）确定飞机到达延误指数ADI和出发延误指数DDI（查表）（3）计算飞机到达延误因子ADF（4）计算飞机出发延误因子DDF,延误分析（续）,（5）确定需求特征因子DPF，定义为最繁忙15min流量和该小时需求之间的比值（6）根据需求特征因子和延误因子确定到达和出发飞机的小时延误,延误分析（续）,（7）计算飞机的小时延误DTH其中，HD跑道的小时需求量PA到达飞机的百分比（%）DAHA跑道的到达飞机平均小时延误DAHD跑道的出发飞机平均小时延误,例题：已知以下参数，计算VFR条件下的飞机延误DTH。小时需求D=59架次/小时，高峰15min需求为21架次，小时容量C=65架次/小时，到达飞机百分比=50%，机队指数MI=45.（经过查表得到ADI=0.71，DDI=0.88）,门位容量,门位指靠近航站楼的一块供单架飞机停靠的空间，用于上下旅客、装卸货物和邮件。一般来说，当有登机桥直接联系航站楼时为门位，当与航站楼分离时为机坪，这里统称为门位机坪的容量是指在连续需求的情况下门位能够接受飞机上下旅客和装卸货物的能力。它是所有服务飞机加权门位占用时间的倒数影响机坪机位容量的因素有：机位的数量和大小、各种机型飞机占用机位的时间、使用机位的飞机组合、机位的可利用率、其他限制（上下飞机的旅客量、机坪工作人员的效率、机坪的服务范围（是为所有飞机服务还是近服务某个航空公司或特定机型）等,门位容量（续）,单个门位容量计算：Cg为小时门位容量架次/（门位.小时）pi为第i种飞机的比例Ti第i种飞机的平均占用时间（min）不考虑混合交通的影响，分别计算得到单个门位的容量然后相加得到机场的系统门位