飞行区所有设施、设备共同构成一个有机系统，所有设施运行都按照事前制订的严密的规则运行，可以全部用系统模拟、规划和实施，是AI、无人驾驶等智慧运行最佳实践场所。飞行区的跑道、滑行道和站坪决定了机场服务的能力。本篇根据文献和浦东、虹桥的运行分跑道、滑行道、站坪三节说明飞行区运行需要考虑的几个问题。
跑道系统相当于机场的骨架，决定了整个机场的规划结构和用地形态，是飞机起降、滑跑活动的场地，是机场最重要的组成部分。跑道是由跑道入口、出口和脱离道出口组成，具有方位、数量、长度、宽度、运行模式等属性。
1、跑道容量
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，受陆侧、空侧和空中交通系统的制约。陆侧包括交通中心或者车道边及停车库、航站楼旅客、行李的服务能力等，影响旅客的舒适、安全及便利。空侧包括跑道、滑行道、联络道、停机坪、候机隔离区以及航空器维修区等。空中交通容量是指某一空管单元(跑道、扇区、终端区等)，在一定的系统结构(空域结构、飞行程序等)、管制规则和安全等级下，考虑可变因素(飞机流配置、人为、气象等)的影响，该管制单元在单位时间内所提供或者能提供的航空器服务架次。陆侧、空侧和空域是高度耦合的有机整体，不考虑跑道和空域，盲目扩建航站楼和交通中心是不明智的。
跑道容量分为极限容量和运行容量两种。极限容量即为理想容量、饱和容量，是跑道系统在单位时间内满足连续服务请求时可服务的飞机运行最大架次数。运行容量即实际容量，指跑道系统在单位时间内达到指定程度的服务质量标准时可服务的飞机运行架次数，考虑了延误。多数研究表明，运行容量通常是极限容量的80％。计划容量是为安排航班时刻和机场流量控制提供参考，它指相应于机场某一指定时段实际运行航班表，跑道系统在单位时间内可规划的服务架次数。
系统的容量决定于最受限制的设施容量，系统的总延误则为各设施延误的总和，飞行区的容量通常由跑道的容量所控制。容量分析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。延误分析则为方案比较及经济分析。
影响跑道容量主要是跑滑构型、跑道方向、ATM系统管理下的航空器间隔要求、能见度、机型组合、风向和风速、每条跑道的运行组合、ATM系统的状态和性能、噪声和其他环境因素有关的限制、通信、导航、监视及辅助着陆系统等机场保障设施等。多跑道体系还包括跑道数目、间隔、跑道头是否错开,容量主要取决于跑道数目和间距。跑滑构型包括跑道进出口位置、滑行道数目、滑行道是否为快速脱离道。
当跑道数量达到一定程度时，再增加跑道的数量并不能有效增加起降架次，反而会给机场管理和管制运行带来极大的困难。采用两场或多场运行模式，明确分工，提高整体运行效率，如芝加哥、达拉斯，迪拜和北京、上海、成都等。
2、跑道构型
跑道的基本构型有单跑道、平行跑道、开口跑道、交又跑道，其他构型部可由这4种基本构型进行组合变化。
(1)单跑道，中小机场采用，由盛行风、噪音、土地使用和其他因素确定。2009年虹桥机场1条跑道服务2400万，盖特威克机场是世界上最高效和最繁忙的“单”跑道机场，每小时大约有55架飞机起飞，2019年吞吐量达到4600万。
(2)平行跑道，相邻跑道中心线的延长线夹角小于15°的跑道，按中心线间距分为近距、中距、远距。平行跑道占地面积小、容量大、易于管理、效率高、投资成本效益比高，是新建或改扩建最常用构型。目前正在运行的浦东机场和亚特兰大机场都是5条平行跑道，实施3组远距平行跑道独立进近和独立离场的模式。FAA推荐仪表运行的平行跑道构型是航站楼位于跑道之间，缩短地面滑行时间、避免跑道穿越、提高运行效率；航站楼位于平行跑道同侧的机场，靠近候机楼的跑道通常用于主起，远离候机楼的跑道用于主降，降落后的飞机穿越起飞跑道，将跑道穿越问题控制在地面，降低了操作复杂性，提高了安全性。
《平行跑道同时仪表运行管理规定》规定了2条平行跑道的跑道间隔及运行条件，2条以上的运行方法及要求我国和ICAO都没有发布，仅FAA有3条平行跑道独立运行规范。2组远距平行跑道加2组窄距平行跑主的构型(4条)是运行效率最高、跑道利用率最大、管制运行相对最顺畅的一种构型。近距平行跑道规划的关键在于合理地确定跑道间距和跑道入口是否错开、如何错开和错开多少。
(3)开口V跑道，两条跑道方向敞开且不相交，无风或微分时两条跑道同时使用，一个方向有强风时只使用一条跑道。当飞机在跑道的靠近端起飞和着陆时，管制员操作次数明显增加，当在跑道的远离端起飞和着陆时，小时操作数目次数可减少50%。V型跑道构型即跑道之间互不相交，散开布置，根据实际运行需求可单独使用也可与其他跑道同时使用。有特殊需求的大中型机场可考虑该跑道构型，成都新机场远期6条跑道，分为两组，组内平行，组与组之间呈V型。
(4)交叉跑道，不同角度相互交叉的两条或两条以上的跑道，适用于风向复杂且风速较大的地区，据风向统计数据建交叉跑道，强风时只一条跑道使用，轻风时两条跑道可同时使用。跑道的相交位置至起飞端、着陆入口的距离对交叉跑道的容量有重要影响。交叉跑道构型在美国较为常见，如旧金山机场和波士顿机场等。随着机型的不断加大以及科技进步，对侧风的要求逐步降低，交叉跑道越来越少，除非地形或其他因素限制。
3、平行跑道入口错列
平行跑道入口间的连线与跑道中心线不垂直，两条跑道的入口有一个偏移量。两条近距跑道的入口是否错开以及错开多少，对近距跑道的进离场程序、跑道运行模式、跑道容量、地面调度和机场飞行区占地等都有重要影响。入口错列可减小跑道中心线间距,使机场飞行区布局更加灵活,可缩短地面滑行路径并缓解尾流影响,适当缩短飞机之间的空中安全间隔,从而增加跑道容量。
跑道入口错列可通过跑道入口物理错开、入口内移以及物理错开与入口内移相结合等三种方式来实现。跑道入口至少要错开300m对提升近距跑道容量才有明显效果，但完全采用物理错开会大量增加占地面积，而且当跑道系统采用最常见的一起一降运行模式时，运行方向改变必须互换起飞和降落跑道，对运行安全、跑道容量和设施投资均不合理。因此，采用跑道入口内移或物理错开与入口内移相组合的方式，能够在保证跑道容量、节约跑道建设用地和保持运行安全高效等三个方面达致良好的平衡。
4、跑道间距
跑道的间距决定了运行方式，在跑道中间无平滑情况时近距平行跑道间距大约在213～250m，中间设置平滑时近距平行跑道间距大约为320～520m。研究表明,间距大于300m的近距跑道系统具有更好的容量扩充潜力，运行可实施性和灵活性也优于小间距跑道,如盖特威克机场距主跑道还有一条2600米的跑道，仅在主跑道维修或应急时使用。
相关平行进近要求平行跑道最小间距不小于915米，独立平行进近要求平行跑道最小间距不小于1035米，独立平行离场要求平行跑道最小间距不小于760米，隔离平行运行要求平行跑道最小间距不小于760米。
远距离平行跑道是提高容量最有效的手段，但建设近距跑道的用地数量少，一般不产生新的噪声问题，滑行距离短，每条跑道功能单一，往往需要建设绕滑减少滑行穿越跑道的风险，而且据研究无论近距还是中距跑道可用容量都可达到60-68架次/小时。因此机场拥有2条远距跑道后，综合国内外空中、地面运行模式和经验，兼顾未来可能实施的新管制程序和设备的适应性，考虑安全、效率和土地节约的因素，增加近距平行跑道是非常现实的选择。对于平行跑道而言，适宜的跑道间距有助于飞机滑行和地面服务效率的提高，以及空、陆侧设施的合理布置。在确定跑道间距时，还应考虑场地条件、建设规模、航站区模式等因素。
5、飞行间隔及间隔标准
“间隔”是空中交通管制工作中一个很重要的概念，是航空器基于时间或者空间的位置航空器相撞的概率很小，能够达到要求的安全水平。管制员最重要的工作就是合理地调配航空器，使其保持足够的间隔，不至于影响彼此的飞行安全。
在飞机的三维坐标系中，间隔可以分为水平间隔和垂直间隔，水平间隔又可以分为侧向间隔和纵向间隔。
纵向间隔既可以基于时间也可以基于空间，常见于航路飞行阶段，占用同一高度层并且飞行轨迹相同的航空器。程序管制中，纵向间隔常为时间间隔，如规定航空器通过导航台的预计到达时间ETA;雷达管制中，纵向间隔常为距离间隔。侧向间隔是一种距离间隔，保证占用相同高度层的航空器因程序管制无法实时获取精确位置，而有足够的侧向距离，侧向间隔多用于雷达管制。侧向间隔使得多架航空器能够占用同一高度层，提高了空域利用率。
垂直间隔是最有效、最安全的间隔，通过航空器间的垂直高度差来保证飞行安全。虽然管制员能保证航空器在当前瞬间位置有足够的间隔，却无法确定将来一段时间内间隔能否保证航空器的安全，这时就需要确定一个间隔的下限值，当航空器间隔为此值时，能满足规定的最低安全水平，这就是间隔标准。航空器正常运行条件下的间隔不得小于间隔标准。间隔标准同间隔一样，可分为水平间隔标准和垂直间隔标准，常表示为固定的距离、时间或角度值。
6、跑道运行方式
跑道运行方式指跑道是用于起飞或着陆还是兼而有之，平行跑道间的相互关系有完全相关、完全独立和到达相关起飞独立；平行双跑道的运行包括隔离运行、半混合运行和混合运行。航班运行量和其它条件都相同的情况下，隔离运行、半混合运行和混合运行对应的总平均延误依次減小。因此在其它因素完全相同时，随着运行模式由隔离运行到半混合运行，最后过渡到混合运行，容量会不断增大。
根据硬件设施、管制设备、运行程序、管制人员能力要求等运行条件,基本进近模式由高到低可分为独立平行仪表进近模式、相关平行进近模式、隔离平行运行模式。机场一般在实施双跑道运行时,进近模式会以级别由低到高进行,开始先单跑道运行稳步过渡到隔离平行运行,通过一定时间的运行、技术的成熟和经验的积累,当各项条件符合相关平行进近运行标准时,再升级到相关平行进近运行,最后升级到独立进近模式(间距符合条件)。当本场及附近上空有恶劣天气并对平行跑道运行造成影响时，如可能加大飞机在仪表着陆系统航向道偏离的程度,跑道的混合运行模式会降级为半混合运行、隔离运行、单跑道运行。目前,相关平行进近和隔离平行运行模式是主要的运行模式。
参考文献：
1.刘武君 航空港规划，上海科学技术出版社，2013
2.臧志桓 机场飞行区运行分析与仿真评估，中国民航大学硕士学位论文，2007
3.顾正兵 关于跑道构型与容量的思考.民航基建，2019
4.陈嘉 机场多跑道系统规划与构型研究，山西建筑，2016
5.周锐涵 窄距运行模式下的地面滑行效率优化研究，南京航空航天大学学位论文，2018
6.王维等 机场近距平行跑道间距和入口错开的选择研究．中国民航大学学报，2011
7.曹学明 主跑道间距与航站区模式有关系吗？明说民航，2019
8.牧彤 飞行区规划研究，上海空港，No.1，2005
作者简介：
王晓鸿，博士、教授级高工、民航中青年技术带头人、PMP，曾担任卢浦大桥主桥项目部技术质量部常务副经理、上海机场建设指挥部总工办副主任、飞行区副部长、航站部副部长、上海机场集团技术中心综合办主任、上海机场集团技术咨询公司总经理。
来源：微信-民航基建
