关于近距、中距、准宽距不同跑道间距的分析及规划建议
摘要：本文通过对比分析近距跑道（380米）、中距跑道（760米）、准宽距跑道（915米）不同跑道间距情况下的容量、使用、规划、案例等多个方面的区别，提出了在机场规划中如何选择跑道构型的规划建议。
关键词：近距跑道，中距跑道，准宽距跑道
1 引言
改革开放40年以来，中国民用航空业取得了极大的发展。从1978年到2017年，全国机场旅客吞吐量增长近500倍（2017年11.48亿人），货运吞吐量增长了近260倍（2017年1618万吨），起降架次增长了近300倍（2017年1025万架次）。机场数量也从78个增长到232个，增加约3倍。由于业务量增加极快，虽然近二十年在机场建设上进行了大规模的投资，仍有一些机场的设施容量滞后于业务量需求。同时，民航局对机场建设要求也不断提高，要求实现机场的功能合理、运行安全、服务人本、工程耐久、质量可靠、资源节约、生态环保等目标。
跑道系统的起降能力是机场容量最重要的决定因素之一，因此在近年来的机场建设过程中往往对此非常关注。但机场容量实际受众多因素影响，单纯强调一个跑道起降能力指标并不能提升容量，只有多个因素的相互协调才能达成机场的最优容量。
从近年来国内多个机场扩建工程的情况来看，除了建设宽距（1035米以上）跑道实现机场规模的大跨度提升外，较多情况下还有建设非独立平行进近的跑道以实现对于整个跑道系统优化的需求。但这类跑道中究竟选择多少的间距在近年来有不同的看法。为此本文将分析近年来常遇到的近距跑道（380米）、中距跑道（760米）、准宽距跑道（915米）三种有代表性的跑道间距，系统的讨论由间距引起的各方面的变动情况，提出综合最优的判断思路，避免采用单一指标的判断方法。本文还参考世界主要机场的跑道构型情况以印证观点。最终根据分析结果提出如何选择的建议。
对于1035米及以上的间距满足独立平行进近的跑道系统不在本文讨论。
2 主要因素对比分析
基础假设
机场跑道容量受众多因素影响，即便相同的构型，在不同的总体跑道构型、航站区布局、滑行道布局、空域布局或是其它因素的不同都会有较大的容量差别。为了便于对比分析，本文做出如下假设条件：
A、 机场仅有上述间距的两条跑道；
B、 空域无限制；
C、 航站区、跑滑系统不影响跑道容量，但不同的布局对于整体运行的影响应考虑；
运行方式与容量对比分析
根据上表可见，窄距跑道、中距跑道、准宽距跑道在跑道容量上是逐渐增加的。
窄距跑道起降能力在国内可达到48的时刻（无绕滑情况下），相比单条跑道通常批复30~32的时刻增加约50% 。如按国外标准甚至接近我国宽距跑道容量。
中距跑道相比窄距跑道进场能力一样，主要改进是可以独立平行离场。这一功能主要对于离场高峰（通常是早上1~2个小时）有帮助。中距跑道可实现的隔离平行运行模式于机场主要受限的着陆容量限制是有一定提高的。从混合使用时国内外的时刻差距来看在10~15架次左右，考虑国内外相关的管制要求也有不同，预计实际差距在12架次左右。按高峰为年架次的万分之二，每架飞机载客120人，约相当于比窄距每年720万人次旅客吞吐量。
准宽距跑道与中距跑道相比主要是多出一个相关平行仪表进近功能，使得理论进近能力比窄距、中距高出50% 。预计实际比窄距跑道多31架次，比中距跑道多16架次左右。约相当于比窄距每年多1680万人次，比中距每年多960万人次旅客吞吐量。
从变异构型机场来看，均是压缩跑道间距，但同时又错开间距以实现隔离运行功能。这应是基于跑道容量主要是受着陆能力限制，起飞能力不是限制的主要因素，以及降低管制难度等方面的考虑。
跑道间土地规划控制条件与规划
规划控制条件
两条跑道间的用地根据各种限制条件而有不同的规划用途。用地主要规划控制条件包括：
A、滑行道系统布局
大多数情况下两条跑道间至少有一条全长平行滑行道。不论何种滑行道系统，均可以飞机滑行功能的需求。但滑行道系统的布局对于跑道间用地可用范围是有影响的。当采用380米间距时，通常仅设置一条平滑便已经用完此间距（2X180=360米），可用于其它功能区的用地尺度是0米。当采用760米时，有条件设置两条全长平行滑行道，扣除平行滑行道、滑行道保护范围、围界及必要的挡墙尺寸后，可用于其它功能区的用地尺度约是280米，再扣除一条进出场道路后，可用地块用地约250米进深。当采用915米时，可以较容易的设置两条全长平行滑行道，扣除同样的各类尺寸后，可用于其它功能区的用地尺度约是435米/405米进深。
滑行道系统布局限制对比图
B、ILS台站保护区限制
根据航向台保护要求，信标天线前方3000米范围正负10度角内建筑高度不能超过15米。下滑台信标天线前方也需设置A、B、C三区域的保护范围。380米时两条跑道四个端的航向台保护区大部分叠加，下滑台保护区可叠加，有利于节约用地，但因不会在两跑道间建设建筑因此无影响。760米时航向台保护区叠加少但面积大，使得跑道中段大部分用地建筑限高不能超15米；定位为着陆的跑道下滑台不能内移，两跑道间的下滑可内移，总体仍使得靠近跑道两端的不限高区域用地范围受限在250米左右的进深。915米时航向台保护区叠加少但面积大，使得跑道中段大部分用地建筑限高不能超15米；下滑台均能内移与航向台保护范围重叠，可适度减少总受限制面积，总体使靠近跑道两端的不限高区域用地范围受限在400米左右的进深。
ILS台站保护区限制对比图
C、侧净空限制
380米时大部分区域在升降带范围，仅中轴为6米限高，但因仅设置滑行道，因此不受限。760米时部分区域在升降带范围内，余下部分区域在侧净空范围，充许高度超过15米的区域总进深为250米（相当于跑道间33%用地），中点最高位置允许32.8米。915米时部分区域在升降带范围内，余下部分区域在侧净空范围，充许高度超过15米的区域总进深为405米（相当于跑道间44%用地），中点最高位置允许43.9米接近内水平面允许高度45米。
D、 跑道入口位置
380米时两条跑道的入口不会相互制约，无影响。760米时如要实现隔离平行运行，当跑道入口错开，而进近是向着较近的跑道入口时，则两条跑道入口每错开150 米，其间距可减少30 米，但减少后的间距应不小于300 米，且此情况下如要满足独立平行离场仍需要760米。当进近是向着较远的跑道入口时，则两条跑道入口每错开150 米，其间距应增加30 米。915米时两条跑道的入口不会相互制约，无影响。
平面规划
根据前述规划限制条件可以规划出不同间距下的总平面。
380米时，全部规划为飞行区滑行道系统。此情况下大部分受限制区相互叠加，总受限面积减少。飞机的滑行不受影响，但如设置绕滑时，大型机有可能需要向外侧脱离跑道后再进入绕滑。
760米时，可规划飞行区滑行道系统、机坪区及一个满足约100万吨处理量的货运区，但货运区需下沉10米以解决限高、及进出场交通问题。总体看来要在中间设置机坪以外的其他功能都是很勉强，而设置机坪又会带来旅客摆渡车、货运拖车等保障车辆的进出困难问题。
915米时，可规划完整的航站区。图中所示左侧为满足约1500万人次的航站区，中心为塔台，中间偏右为一个大型公务机区（建筑限高15米），右侧为满足约100万吨处理量的货运区，跑道两端入口各规划一处除冰区。虽然此间距可以实现完整的航站区功能，但显然对于一些必要的工作区无法较好的满足，因此可能的情况下加宽间距是更好的方向。
总平面规划对比图
滑行距离对比
以临近主航站区跑道为界，可以分析对比不同跑道长度下的进出港飞机滑行距离。
滑行距离对比图
窄距跑道滑行路线简单且距离最近，但需要着陆飞机穿越起飞跑道。
中距跑道着陆滑行距离有增加，需要着陆飞机穿越起飞跑道，起飞飞机如需用外侧跑道起飞也会增加滑行距离。
准宽距跑道在航站区位于外侧时，着陆、起飞滑行距离都最长，且外侧起落的飞机需要穿越内侧混合运行的跑道。但如采用跑道入口内移的形式，又比中距跑道的滑行距离短。
准宽距跑道如航站区位于内侧时，着陆、起飞滑行距离都最短，且不用穿越任何跑道。
塔台管制负荷主观评价
由于涉及跑道穿越，因此应当考虑到塔台管制员的工作负荷。但由于跑道穿越与管制辅助手段、管制水平、航站区构型、滑行道系统、空域设置等大量因素相关，不可能也不必要精确分析工作负荷。同时国内目前仅有窄距跑道，世界范围内中距与准宽距跑道也极少，且并无同时运行过上述三种跑道的管制员。因此本部份内容的评价主要是依靠对内有丰富近距跑道管制实际经验的管制员的主观意见。
绕滑是一个对管制负荷有影响的一个设施方面的因素。对于近端穿越起飞飞机而言，因管制员可以控制起飞飞机的时机，因此只是略增加管制负荷。对于近端穿越着陆飞机而言，则增加的管制负荷非常大。此时如有绕滑从远端绕滑，或是可实现近端绕滑，则管制员负荷会降低。
主观评估是跑道满负荷状态下的管制容易程度，评分规则为从1~10，数值越大越容易。
根据咨询结果，380米时航站区必然不在中间，着陆飞机需穿越起飞跑道，两跑道的运行是完全相互关联，评分为3。当着陆飞机可利用绕滑时，评分为4 。
760米时航站区极大概率不在中间，着陆飞机需穿越起飞跑道，起飞着陆相互不关联（隔离平行运行）。当航站区在起飞跑道外侧跑道时，起飞飞机不存在穿越着陆飞机，评分为5，如有绕滑供着陆飞机穿越起飞飞机则评分为6。当航站区在着陆跑道外侧时，起飞飞机有穿越着陆飞机的可能，评分为3，此时如有绕滑且允许从着陆飞机下方穿越时则评分为5，如只能从远端穿越则评分为4。
915米时，航站区如在中间，则评分为8。如在跑道两侧且能就近起飞着陆，则评分为6~7。如不能就近起飞，则评分为3~5 。如在跑道外侧，且着陆高峰不用两跑道同时起飞时，评分同760米。如在一侧且着陆高峰时还要穿着陆跑道去另一跑道起飞，则评分为2~4。
世界前50位机场案例
世界各大机场采用不同类型的跑道构型统计表
从世界前50大客运量机场(4000万人次以上)及底特律、曼彻斯特两个机场的情况来看，绝大部分机场在最终选择采用窄距跑道的形式，少量机场采用了准宽距跑道的形式，极少量机场采用了中距跑道的形式，此外少量机场采用了介于窄距、中距之间的形式。
FAA当前规章及部分机场提升跑道起降能力的措施
美国部分机场为了进一步提升跑道系统容量，做过多种研究与实践。例如：
A、 跑道间距在915时可能可实现两跑道或三跑道独立进近。
B、 760时可能可实现相关平行进近。
C、 离场航迹如起飞采用不同角度，可将间隔从常规的1.5分钟压缩到1分钟，即一条跑道理论纯起飞可达60架次，接近中距、准宽距的理论值88架次。
D、 旧金山机场在仅230米间距的近距跑道实现成对的飞机同时进近。
E、 窄距跑道使用双目视运行，起降可有一定概率的不关联运行。
上述方式给予了跑道扩展容量的空间。总体看来起飞不同偏角的措施对于窄距跑道的起飞能力有较大提升，而机场双目视天气情况下又很接近于隔离平行运行方式。对于已经有同时平行离场的跑道上述措施有一定好处。总体判断是窄距跑道更接近于中距跑道，中距跑道有一定提升，准宽距跑道更接近于宽距跑道。
3 对于不同间距的采用建议
从上述分析来看，采用何种间距是受众多因素影响的，需要综合分析以确定：
窄距跑道相比中距、准宽距跑道容量低，管制员的工作强度大，但优点是比单跑道容量提升约一半，用地效率高、运行简单、滑行距离短，在国际上已经有实践的机场中大量采用。
中距跑道缺点是用地效率很低，中部仅有小进深场地可用且大部分有限高，优点是离场容量大、隔离运行管制方便、滑行距离适中。由于离场容量需求大时一般是在早高峰，全天利用率不高，着陆能力与窄距一致，所以与窄距跑道相比在跑道容量上的优势不明显，更多是体现在隔离运行时对管制员长期满负荷工作强度的降低。中距跑道间用地利用率很低，所占用的跑道间尺寸够设置两条窄距跑道，容量又不如两条窄距。因此中距跑道的在国际上已经有实践的机场中极少采用。
准宽距跑道中部有一定进深的场地可用，虽然大部分有限高，但仍能紧凑的放下航站区。进离场容量都大，滑行距离远但可在入口内移后反而比中距跑道短。布置工作区有一定困难。中央航站区时管制负荷最小，但如要穿越着陆飞机又很困难，管制难度受航站区布局会有大幅变动范围。但由于一般能采用准宽距跑道的机场在适当多增加用地就能实现宽距跑道的规划，可以有更大的容量更好的航站区，因此准宽距跑道在国际上已经有实践的机场中也很少采用。
介于窄距与中距跑道间的变异构型说明了机场对于土地利用效率是要求较高的，但同时对于隔离运行又的确需要，对独立平行离场认为是可以放弃。综合下来采用了大幅压缩间距到窄距跑道的尺寸来节约用地，同时大幅错开来实现隔离运行的功能。
总体看来，中距、准宽距都在跑道容量上有所提升，但与宽距跑道的提升差距较多，且带来更多的其它不足。因此应结合跑道系统起降能力、土地利用效率、飞机滑行线规划、管制难度及建设时序等多个方面综合判断最适宜的方案。建议如下：
A、 在跑道容量需要适度提升时规划窄距跑道，在跑道容量需要提升更多时直接规划宽距跑道；
B、 必要时大幅错开跑道端位置，实现窄距跑道的隔离运行；
C、 合理规划航站区位置及飞机交通组织，减少滑行距离，避免近端穿越着陆跑道到外侧跑道起飞，降低管制难度；
D、 积极探索利用新的规章或是运行管理手段提升跑道容量。
参考文献
[1] 民用机场飞行区技术标准. 中国民用航空局. MH5001—2013
[2] 各机场总体规划资料
作者：钟斌，单位：上海民航新时代机场设计研究院有限公司广州分公司
来源：四型机场
