专题 市场分析

王晓鸿:飞行区运行需要考虑的问题(中)

滑行道系统对机场的运行效率和运行安全水平至关重要。滑行道系统种类繁多,大致包括平行滑行道、联络滑行道、机坪滑行道、快速出口滑行道、穿越滑行道、跑道端联络道、回转滑行道和旁通滑行道等。在滑行道系统的规划中,要尽量做到容量平衡、流线短捷、标准统一、简明清晰,减少不同流线的相互干扰,避免出现地面运行的瓶颈,保证跑道系统容量的充分实现。滑行道系统布局的规划和设计应当综合考虑机场运行需求、快滑出口布局、穿越跑道的滑行道数量、穿越跑道的位置,以及航站楼、机库、货运站的位置等多方面的因素。

1、平行滑行道

根据机场高峰小时起降架次、年起降架次确定的,与跑道平行、衔接快速出口滑行道和端联络滑行道的滑行道。单跑道机场能满足高峰小时30架次的需求量,增加1条平滑容量达到45架次、2条可增长到52架次。

大型机场一般设置2-3条平行滑行道,其中靠近跑道的两条为独立的平行滑行道,第三条平行滑行道一般兼顾机位调度使用。平行滑行道用于飞机起飞、降落时,衔接跑道与站坪,同时平行滑行道还承担飞机起飞排队的功能。

平行滑行道的规划要避免最大机型的过度考虑和空间距离的过度冗余,杜绝“尽量做大通道”理念。2019年颁布的《民用机场飞行区技术标准》(MH 5001-2013)(第一修订案)对于滑行道中线距跑道中线的距离、滑行道中线距滑行道中线的距离等的最小间距均进行压缩;《民航局关于加强民用运输机场总体规划工作的指导意见》(民航发〔2020〕16 号)首次提出的规划技术指标体系不仅大量节约土地,而且可使运行效率大大提高。

2、垂直联络道

垂直联络道滑行道是指两条远距跑道之间,用于飞机在两条跑道及站坪之间调度使用的滑行道,一般成组布置、单向运行;与平行滑行道构成了机场滑行道系统的骨架。

垂直联络道合理规划是平行跑道高效运行的关键要素。垂直联络滑行道首先数量上要匹配跑道数量和停机位数量,及时疏散跑道间往返和停机位进出航班流。第二,减少滑行距离时间,如浦东机场卫星厅投运前脱离跑道至进入机坪的最远距离达9.3km,而亚特兰大机场的平均滑行距离是1.75km且同一机位的飞机前往任意组近距平行跑道的滑行距离基本等同。第三,垂直联络道的规划不能隔断航站楼主楼与临空商务区。

对于国内规划两条远距离跑道的机场,建议根据预测增量、总量分流和匹配关系至少设置或预留两组四条(含)以上,并据机场航站楼系统的整体布局。平行滑行道与垂直联络滑行道之间宜形成单向运行的大环,每条滑行道上起飞、降落均有,但均保持同向,飞机的运行路径基本固定,飞行员避免了方向选择,整个飞行区的运行都可以像流体一样流动起来。

3、出口滑行道

最佳跑道出口位置(快滑出口和900出口)和布局规划需要考虑机型组合和机场的实际运行情况等因素,具体包括飞行员控制意识、跑道穿越状况和建设成本等。而快速脱离道的数量、距离和角度规划是决定跑道占用时间(即跑道容量,尤其是起降结合的跑道)的主要条件,如何规划快速脱离道则取决于机场跑道定位(主降、主起、起降结合和长度等)、气象条件(雨季、冰雪、低能见度、大风的时段或季节占比)、主要运营机型和通常客载情况等。FAA建议,当跑道设计高峰小时起降架次少于30次时,跑道出口滑行道宜设置成直角出口。ICAO则建议跑道设计高峰小时起降架次少于25次时,跑道出口滑行道可设置成直角出口。

脱离道设置不要整齐划一,而应基于跑道长度,起降分工、机型组合、天气等确定。在航站楼居中布局时,建议主起跑道快速脱离道数量最少、主降次之;位置上需要机场、空管和基地公司综合机型比例性能、通常客载情况、机场气象特点、管制指挥和飞行实际等运行因素确定。

4、穿越滑行道

在多跑道机场系统中当飞机需要从跑道一侧穿越到跑道的另一侧时,需要规划穿越滑行道。跑道穿越点位置和数量需要运行分析和安全评估。为了保障运行安全,穿越滑行道时应尽量减少或避免从一条跑道快速脱离后直接穿越另一条跑道(类似高速公路连续变道),同时在穿越点通常规划设置在尽量靠近跑道入口方向、采用单向运行,减少对跑道上到达和出发飞机的干扰;这将导致飞机反向滑行,增加飞机在地面上的滑行时间。在规划穿越滑行道时,还可以通过减少跑道穿越点的方法来为飞行员提供明确清晰的滑行方向引导。

2016年虹桥机场飞机年起降261981架次,高峰日飞机起降达到812架次,高峰日平均每2-3分钟飞机就有一次跑道穿越,在穿越运行方案共规划4个跑道穿越点,要求运行上尽量使用离跑道入口较近的穿越点,使运行方面更加快捷、安全。滑行道中心线错开50m能对飞行员起到很好的警示作用,提醒飞行员飞机正在滑行道上滑行,即将进入跑道。由于飞机在这种滑行道区域时必须减速滑行,这将为飞行员提供更多时间帮助其确定方位方向,从而减少事故发生。

5、绕行滑行道

为减少飞机穿越跑道的风险,跑道端外设置滑行路线,使飞机在不穿越跑道且不与进离场飞机发生冲突(根据实际需要可以限定最大机型)的情况下,通过跑道端外的滑行道到达候机楼、站坪或跑道,就是绕行滑行道。德国法兰克福机场是世界上首次提出、建设并成功运行了第一条“绕滑"的机场,史基浦机场、亚特兰大机场和达拉斯机场都成功建设绕滑并投入运营。

绕行滑行道设置在跑道端外侧的“敏感区”,首先必须保证绕行滑行道位置在跑道端安全区以外,同时不能侵入仪表着陆系统的保护范围。FAA给出跑道端至绕行滑行道中心线的最小间距是1500ft(约合457.2m)。其次确保在绕行滑行道上运行的最大设计机型的垂直尾翼不刺破净空障碍物限制面,可以合理利用场地条件,减小跑道与绕行滑行道中心线之间的间距。第三当在末端设有绕滑的跑道上起飞,杜绝飞行员误认为跑道侵入,FAA建议设置目视遮蔽物。目视遮蔽物结构既要坚固耐用又具有易折性,物面板可设为红白交替的斜条纹。第四需要依据运行管制规则和空域运行条件,仿真评估机场场面运行高峰小时架次及平均延误时间、飞机滑行冲突点数量和危害程度、以及空管管制人员的工作压力等因素,形成绕滑道系统的运行模式和建设方案。

并非所有的近距跑道端均需要设置绕行滑行道,因为设置绕行滑行道提升了跑道安全但牺牲了滑行效率,提升了起飞效率但牺牲了落地滑行效率,亚特兰大机场采取了比较务实的做法。但如果近距跑道端流程错综复杂、彼此交叉、无法实现进离港的分流,那么设置绕滑就显得很有必要。绕滑运用的具体策略选择,要在综合考虑跑道滑行道几何构形、高峰小时架次、出发/到达架次比例等多种因素情况下确定。一般而言,随着高峰小时架次和出发航班比例的提高,使用绕滑的几率增加、依赖度增强。

6、端联络道

离港飞机在跑道端等待起飞的现象非常普遍,起飞等待区域的合理设置至关重要,当跑道端部等待空间不足时,排队等待飞机会占用滑行道空间,造成滑行道堵塞。对于起飞等待区域,建议根据机场实际流量或预期增量设置或预留双通道或三通道的起飞等待坪,并配以3~4条起飞端旁通滑行道;同时调整或增强目视助航设备、地面管制规则降低跑道入侵的风险,尽可能避免在起飞等待区域附近规划设计停机位,避免机坪进出的飞机对起飞排队飞机的干扰。跑道端是机场运行的重中之重,布局机位犹如“在停车场收费口设置了停车位”;而应该增加起飞端的旁通滑行道数目,尽量使起飞飞机尽早上跑道并对准跑道中心线。

增加端联络道数量和加宽等待坪范围可起到有序分流积压航班和灵活调整起飞顺序的作用,进而更好地匹配滑行道容量与跑道容量,并能有效实现跑道容量最大化。美国达拉斯沃斯堡机场和亚特兰大机场均采取了将两者结合的做法。

参考文献:

1.刘武君,虹桥国际机场规划,上海科学技术出版社,2016

2.唐小卫等,中美特大型繁忙机场滑行道系统规划对比分析—以PVG和ATL为例,中国民航大学学报,Vol.37,No.1,2019

3.李杰,平行滑行道、垂直联络滑道运行模式研究,民航学报,Vol.2,No.6,2018

4.宿百岩,绕行滑行道初探,上海空港,2010

5.金德雄,虹桥机场绕滑系统应用研究,中外建筑,2017

6.张昌尧,平行滑行道对跑道容量的影响中国民航大学学报,Vol.26,No.1,2008

7.刘武君,浦东国际机场规划故事,上海科学技术出版社,2019

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

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