摘 要：对于机场飞行区的基本要求是安全，在安全的前提下实现高效顺畅的飞机和空侧车辆的运行是飞行区规划设计的基本目标。北京大兴机场飞行区设计工作的总体目标是：秉承功能优先、环境友好的原则，建设具有世界水准的高效、优质、绿色的北京大兴国际机场。本文从跑道系统、滑行道系统、空侧车辆交通等几个方面介绍我们如何围绕安全和运行高效开展大兴机场空侧规划和设计，通过各方面、多角度的努力，构建高效、节能、环保的大兴机场飞行区规划布局，以期为其它大型机场飞行区规划设计提供一定的参考。
关键词：飞行区；高效；绿色
1.北京大兴机场飞行区规划设计目标和思路
对于机场飞行区的基本要求是安全，在安全的前提下实现高效顺畅的飞机和空侧车辆的运行是飞行区规划设计的基本目标。
基于北京大兴机场的特殊定位和使用功能，按照国内外发展形势、国家政策以及建设民航强国的要求，提出北京大兴机场飞行区工程等设计工作的总体目标是：秉承功能优先、环境友好的原则，建设具有世界水准的高效、优质、绿色的北京大兴机场，即紧密结合工程建设与运行管理的需要，将高效、优质、绿色等理念全面贯彻落实到机场的全生命周期中，实现建设与运行一体化，实现大兴机场建设和运营综合效益的最大化，将大兴机场打造成为特色鲜明的高效、优质、绿色新国门。
为实现上述总体目标，在设计工作中贯彻了以下总体思路：
——以科技为手段实现精细化设计，力求局部合理、整体最优，节约工程造价；
——在确保安全的前提下，提高飞行区运行效率，降低运行成本；
——以低耗、低碳为核心，建设绿色、可持续发展的机场；
——为运行管理留有充分的灵活性；
——确保飞行区设施与机场其他建设设施的合理衔接；
——充分考虑本期工程设施与远期规划设施的合理衔接；
——采用适宜的技术标准、成熟的先进技术和适应本工程特点的技术，实现机场建设、运行全生命周期中的效益最大化。
基于上述总体目标和思路，飞行区全面贯彻相关要求，多方面构建安全、绿色、高效运行的飞行区。
2.跑道系统规划
大兴机场规划远期满足远期年旅客量1亿人次以上，年飞行架次84万次，基本的跑道构型是“五纵两横”的七条跑道构型。跑道构型的设置充分考虑安全运行、节能减排、减小噪声影响等方面进行，本文就从侧向跑道、中距离跑道和噪声控制等几个主要方面进行论述。
2.1 国内首个侧向跑道的设置
国内首例“全向型”跑道布局方案，有利于最大限度利用空域，在大兴机场空域环境下，是运行效率较优的选择，使起飞航班节能减排效益显著。
北京地区航班以东、东南方向居多，首都机场位于大兴机场东北侧，如采用全平行构型，大兴机场由南向北运行时，如使用南北向跑道起飞右转再加入南部航路，受到首都机场进近飞行流的压制，需较长时间保持长距离低空飞行，将增加安全风险和油耗，影响运营效益。
侧向跑道的应用避免了以上不足——北京市禁区位于大兴机场北部，由南向北运行时，由侧向跑道向东起飞再加入离场航路，更为顺畅。
侧向跑道也有利于分流往各方向起飞离场的航班，更多地避免因离场航线相同而必须保持相应放行间隔，从而降低离港延误，增加起飞容量。
以建设目标年起降航班40万架次估算，侧向跑道的使用全年可节省航班空中飞行距离约300万公里；节省燃油约3.2万吨减少二氧化碳排放约10.2万吨。
综上，侧向跑道给大兴机场带来的好处有：
侧向跑道有利于提高运行安全性——靠近航站区的跑道数量增加，飞机运行中穿越内侧跑道的频率降低，减少跑道穿越次数；提高北部离港航班运行顺畅性；避免离港航班长时间低高度飞行。
侧向跑道有利于节能减排——缩短平均滑行距离；缩短东、南方向离港航班的飞行距离；避免离港航班长时间低高度飞行。节约燃油，提高经济效益，提高运行效率。
侧向跑道有利于提高机场保障能力——提高机场利用率；提高起飞容量；增加风频覆盖，提高机场利用率。
另外，侧向跑道构型也有利于设置绕行滑行道，可在主向跑道端、侧向跑道侧边设置，利用效率高，不但供使用外侧主向跑道的飞机绕行使用，也供侧向跑道使用。
2.2 国内首个采用760米中距离跑道的设置
西一、西二跑道和北一、北二跑道间距采用760m，有利于降低跑道相关性，提高跑道容量，降低延误。
结合远期规划，在跑道条数多时，运行已较为复杂，如大量使用近距跑道，将进一步增加运行复杂性。760m间距时，可按照隔离运行模式实施一起一降（或独立离场，或相关平行进近），互不干扰，从而容量提高、延误降低。
图1 北向流日常运行模式
近期“三纵一横”构型可以使用12种跑道使用模式，为空管指挥大流量运行提供了多种可能方案，有利于提高空地一体运行效率，远期7条跑道情况下跑道的使用模式将更加灵活。
图2 本期四条跑道提供12种跑道使用模式
2.3结合首都机场跑道及周边周边城镇减少空中运行风险和降低噪声影响
（1）主用跑道与首都机场跑道平行，确保了终端区内空中矛盾最小化
在预可研阶段采用的是主跑道正南正北、侧向跑道正东正西的垂直跑道构型，构型相对工整、用地也比较方正。随着空域研究的深入，结合军民航空管要求，将主跑道方位调整至与首都机场跑道方位平行，即大兴机场主跑道方位与北京市独立坐标系正北方向呈约7°夹角。
图3 优化前跑道构型
图4 优化后跑道构型
（2）侧向跑道方位的设置考虑减少对周边城市、镇区的噪声影响
考虑到地物限制、廊坊城市发展方向（向西、北），以及噪音对九州镇等“廊涿引线”道路沿线村镇的影响，适当顺时针调整侧向跑道方位，使其延长线位于廊坊中心城镇范围以南。综合分析减小噪声影响范围、保障飞行安全以及整体运行协调等因素，将侧向跑道设置为与主跑道成70°夹角。
图5 噪声影响示意图
3.滑行道系统
大兴机场的滑行道系统规划和设计的特点是多手段、多方参与优化。首先是使用计算机仿真技术，再加上空管、塔台等运行部门以及飞行员的深度参与。包括滑行道系统的多次优化、滑行道使用模式研究以及滑行道编号的设置等，都是多部门协同进行的。
3.1 采用计算机模拟仿真全过程参与滑行道系统规划和设计
在机场规划阶段，应用计算机仿真模拟技术对机场近、远期不同跑道构型及滑行道系统、航站楼布局开展了仿真模拟论证研究，每个阶段的滑行道优化过程都与空侧地面仿真密切联系，阶段性的滑行道系统规划和设计都进行了全场或关键部位的相应空侧地面运行仿真模拟予以验证，结合模拟仿真结果再进行优化设计。
图6滑行道优化前方案(某一阶段)
图7 滑行道优化后方案 (某一阶段)
在设计阶段，针对航站楼港湾运行方式及效率也进行了专门的计算机仿真模拟进行比选分析，为最终规划设计方案的决策和优化提供了有力的技术支持。
3.2 多部门参与论证滑行道系统规划和设计
飞行区滑行道系统的优化，在参考仿真模拟评估的基础上，与飞行员及空管员经多次交流和讨论，才最终形成滑行道系统优化方案，为最终完成的滑行道系统让运行部门使用“顺手”提供了保证。
在空管与飞行人员积极参与下对机场飞行区优化设计的内容还涉及滑行道编号、标志标线设置、机位排布、机位编号等诸多内容，这里就不一一赘述。空管等运行的深度参与规划设计是大兴机场的一大特点，充分体现了大兴机场的“建设运营一体化”。
3.3 首个在主降落跑道上每个方向设置4条快速出口滑行道
根据国际民航组织4444文件，在着陆飞机平均跑道占用时间不超过50s，且满足其它相关要求时，最低水平雷达间隔标准可由5海里降低为2.5海里。如果能降低雷达间隔，将一定程度上提高跑道容量。
北京大兴机场快速出口滑行道的设计，旨在使得主要降落跑道的平均占用时间满足该要求，为有效提升容量奠定必备基础。
根据国内外实践经验，相邻快滑出口的距离一般不少于350m，大型机场主降跑道一般有2-3条快速出口滑行道。在对实际运行中各型飞机使用不同距离快速出口滑行道的情况进行调研、分析的基础上，结合北京大兴机场主降跑道长度，分别提出3条快滑、4条快滑的多种方案，进行仿真分析比较。
经过分析，设置3条快滑，着陆飞机平均跑道占用时间很难降到50s以下，而设置四条快滑，将有利于进一步降低平均跑道占用时间。通过设置四条快滑的多方案比选，选择跑道占用时间均不超过50s的最优方案设置快滑。
北京大兴机场的主降落跑道上的快速出口滑行道设置4条，位置(转出点)分别为1350m、1700m、2050m、2400m，其中利用率最高的为1700m、2050m两个出口。在次要降落跑道上设置2条快速出口滑行道，分别设置在距离跑道端1700m、2200m处。
通过在主降跑道上一个方向设置4条快速出口滑行道，提供了进一步提高跑道容量的基础条件。
4.空侧飞机和车流的立体交通
飞行区主要有两种交通–飞机和车辆，跑道和滑行道系统解决飞机流，空侧服务车道解决空侧车辆交通流需求。大兴机场空侧服务车道力求选线合理、相互环通、容量充裕，与机位运行保持合理距离，满足货运拖车、飞机顶推车、拖挂加油车、消防车等的使用要求。
两种交通流的互相干扰不但降低空侧运行效率，也将对空侧运行安全带来不小影响。为了解决两种交通之间的互相干扰，在主要服务车道与主滑行道交叉时，大兴机场都通过立体交通予以分离。
在航站区站坪东西两侧，站坪与三平滑之间，分别规划两条贯通空侧的下穿道路，自北向南连接T1航站楼、卫星厅、中部远机位、T2航站楼。
在空侧服务区（位于东跑道北端）与航站区之间设置地下通道，通道横穿东一跑道的西侧二、三平滑北向延长段。另外，以航站楼南北中心线为轴，对称的设置另外一条下穿道，下穿西一跑道以及西一跑道东侧平滑，连接航站区与西一、西二跑道之间区域。
在西二跑道中间位置设置一条下穿路预留，未来连接西一西二之间区域和机务维修区。
飞行区共设置了5条下穿通道（其中一条为远期预留）。下穿道的设置避免了车辆对跑道、滑行道的穿越，减少了车辆对飞机滑行的干扰。
图8 空侧主要地下交通系统
另外，在航站楼指廊根部设计了穿越指廊的服务车道，减少了车辆绕行距离，提高车辆运行效率。
5.结束语
大兴机场飞行区规划和设计，紧紧围绕安全和运行高效来开展，本文仅从几个大的方面进行了简要概述。通过各方面、多角度的努力，构建了高效、节能、环保的大兴机场飞行区规划布局，希望能对后续其它大型机场的飞行区规划设计具有一定的参考价值。
参考文献
[1]空中交通管理 Doc 4444-ATM/501；
[2] 北京新机场可行性研究报告；
[3] 北京新机场总体规划报告。
来源：民航总院，作者：姚忠举
