机场容量管理课件

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定義機場系統各項設施在一定時段內（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。在飛行區內，跑道或滑行道的容量為單位時間內可能容納的最大飛機運行次數。

可接受水準飛機平均延誤平均需求量實際極限容量圖3-1

容量與延誤的關係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）著陸優先於起飛（3）同一飛行路徑的兩架飛機之間應有足夠的水準距離間隔（4）交通管制系統的完善程度（控制精度）和管制員所採用的順序原則（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，會影響到其平均水準間隔和平均速度，從而影響到容量。FAA採用機隊指數MI來反映這一點。MI=（C+3D）（%）C為最大起飛重為55.6～133.4KN的飛機的運行次數占總次數的比例；D為最大起飛重大於133.4KN的飛機的運行次數占總次數的比例。3．跑道佈置和使用方案

當跑道為兩條和兩條以上時，其佈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），由於飛機在進入最後進近階段時的橫向偏差，兩架飛機不能平行起降，而仍需保持水準間隔的要求。因而，其容量與單條跑道幾乎一樣。通常，採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，起飛率與著陸率應相等，因而，跑道的容量決定於著陸跑道的容量。當跑道間距大於1310.6m時，兩條跑道分別獨立起降。4．環境因素影響容量的主要環境因素為能見度、風、跑道表面狀況和雜訊減除要求。能見度差時，需較長的水準間隔距離和跑道佔用時間，因而其容量低於能見度好時。側風過大（風速的垂直分量不應超過24km／h），跑道濕滑或積雪，都會增加跑道使用時間，甚至引起跑道關閉，而減除或減輕雜訊的要求，則會限制跑道在一天內某些小時的使用。3.1.3長期規劃時跑道容量和延誤的估算美國FAA編制了可供長期規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。跑道佈置和使用方案機隊指數（%）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

長期規劃用的跑道小時容量和年容量跑道佈置和使用方案機隊指數（%）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（%）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中所採用的假設

圖3-2

供長期規劃用的平均飛機延誤時間[例題]現有一單跑道機場，配有全長滑行道和足夠的出口滑行道、各項導航和交通管制設施，無空域限制。預測2017年的年運行次數為220000次，其中，55％為C類大飛機，4％為D類重飛機。計算現有跑道的容量，判斷是否適應預測需求量，並提出改善方案，確定飛機的年延誤時間。（1）現有跑道容量計算已知C=55，D=4，電腦隊指數M=（C+3D）％=（55+3×4）％=67％現有跑道為單條，由表4-1知，屬1號跑道佈置和使用方案。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；並得到年容量為205000次／年。同預測需求量相比，年容量低於預測值（205000<220000）。因而，除非增加容量，否則將會產生嚴重的延誤。（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中相應跑道佈置和使用方案的有關數值，可得到小時容量和年容量。所得結果列於表4-3中。跑道佈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

例題計算結果由表中所列結果可看出,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或剛能適應需求量，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）都能滿足預測需求量，可考慮作為備選方案。（3）確定飛機延誤時問以預測需求量除以年容量，得到需求-容量比。對於單條跑道：220000／205000=1.07。由圖4-2，按需求容量比=1.07和運輸飛機占主導的情況，查曲線變化範圍的上半部，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。可利用此延誤時間估算值進行經濟分析和評價，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行機艙服務工作。機坪-門位容量可定義為一個固定的門位數在規定的時段內最多能容納的飛機數。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目（2）使用門位的飛機類型組成和各類飛機需佔用的門位時間（3）門位的使用限制和利用程度飛行類型典型飛機門位佔用和周轉時間（min）遠程（特別是國際航線）中程-遠程短程-中程短程寬體噴氣機B-747遠程噴氣機B-767短程、商務裝載大的噴氣機A-300，B-727小飛機Short-brother60-15045-9025-6020-45表3-4

各類飛機的門位佔用時間對於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；µ為門位利用係數，通常變動於0．5～0．8之間；mi為i類飛機在機隊中的比例；Tgi為i類飛機的門位佔用時間。

【例題】某機場共設有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%、遠程飛機30%。各類飛機通用各個門位，其利用係數為O.7。請分析門位的容量。參照表4-4，設門位的佔用時間為：短程飛機30min、中程飛機50min、遠程飛機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、某年度內的月高峰、某月或某周內的日高峰、某日內的時高峰。3.2.2描述高峰的方法1．標準繁忙率（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高峰的本質以下是一些最影響高峰特性的因素：1．國內航班與國際航班之比2．包機與定期航班之比3．遠程運輸與短程運輸之比4．地理位置5．人員集結區（集散區）的性質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，以保證剛好在過午夜之前到達迪拜，並避開香港和東京的夜間宵禁。鑒於遠程航班的這種特性，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國際航空運輸協會（IATA）關於航班安排的政策3.2