陳　嘉

(上海華東民航飛行程序設(shè)計(jì)研究院，上?！?00335)

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機(jī)場多跑道系統(tǒng)規(guī)劃及構(gòu)型選擇探究

陳嘉

(上海華東民航飛行程序設(shè)計(jì)研究院，上海200335)

論述了機(jī)場多跑道規(guī)劃建設(shè)的必要性，從運(yùn)行角度，分析了一場模式和兩場模式下不同跑道構(gòu)型的優(yōu)缺點(diǎn)，并闡述了跑道構(gòu)型選擇時(shí)需考慮的因素，為機(jī)場跑道規(guī)劃建設(shè)提供了思路。

機(jī)場，多跑道系統(tǒng)，跑道構(gòu)型，規(guī)劃建設(shè)

0　引言

隨著我國民航事業(yè)的快速發(fā)展和民眾對于航空需求的不斷提高，以及土地成本的日益提高，國內(nèi)一些區(qū)域性樞紐機(jī)場或干線機(jī)場紛紛規(guī)劃建設(shè)多條跑道或?yàn)槲磥矶嗯艿澜ㄔO(shè)預(yù)留用地，多跑道機(jī)場的建設(shè)漸漸成為民航新一輪發(fā)展的趨勢。然而，國內(nèi)多跑道機(jī)場的建設(shè)往往片面追求規(guī)模，忽視了多跑道給實(shí)際運(yùn)行帶來的困難以及導(dǎo)致跑道利用率低下等問題。本文從多跑道機(jī)場建設(shè)規(guī)模和構(gòu)型選擇角度分析多跑道機(jī)場建設(shè)中需要注意的一些問題，為我國城市機(jī)場多跑道規(guī)劃提供參考思路。

1　機(jī)場多跑道規(guī)劃建設(shè)的必要性

從城市的發(fā)展需求和土地成本角度看，隨著航空業(yè)務(wù)量的快速增長，大型城市進(jìn)行適度超前的建設(shè)多條跑道或?yàn)槠漕A(yù)留用地是必要的。隨著人民生活水平的提高和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，航空旅游運(yùn)輸業(yè)發(fā)展迅猛，機(jī)場對周邊經(jīng)濟(jì)的帶動(dòng)使周邊城市發(fā)展加快，導(dǎo)致土地資源日益減少，土地成本增加。一旦出現(xiàn)機(jī)場業(yè)務(wù)量超出其所能承受的極限，由于機(jī)場預(yù)留用地不足，無法新增跑道的情況，機(jī)場將不得不采取搬遷或新建措施予以應(yīng)對，其產(chǎn)生的建設(shè)費(fèi)用和需要的人力物力將是巨大的。

如早期的美國亞特蘭大機(jī)場，20世紀(jì)70年代該機(jī)場規(guī)劃目標(biāo)為5 500萬人次，4條平行跑道。進(jìn)入21世紀(jì)后，其航空業(yè)務(wù)量很快超出了原有規(guī)劃，第五跑道的建設(shè)迫在眉睫(見圖1)。由于早期規(guī)劃缺少對第五跑道的土地規(guī)劃控制，第五跑道建設(shè)時(shí)遇上跨國家級高速公路，建設(shè)周期長達(dá)5年，資金總投入達(dá)12億美元，被稱為美國史上最昂貴的跑道。

可見，適度超前建設(shè)多條跑道或?yàn)槎嗯艿李A(yù)留用地是十分必要的，但建設(shè)規(guī)模、跑道數(shù)量和構(gòu)型選擇均需根據(jù)準(zhǔn)確的業(yè)務(wù)量預(yù)測數(shù)據(jù)、城市發(fā)展情況和當(dāng)?shù)貧庀髼l件綜合考慮后決定。

2　跑道構(gòu)型選擇

跑道構(gòu)型的選擇對機(jī)場實(shí)際運(yùn)行、跑道利用率、運(yùn)行容量和用地規(guī)模起著決定性作用。對于一個(gè)城市來說，跑道構(gòu)型的選擇或者說多跑道的規(guī)劃建設(shè)不應(yīng)拘泥于一個(gè)機(jī)場，根據(jù)城市發(fā)展需要和功能分類的不同也可考慮鄰近兩場多跑道系統(tǒng)。本文從運(yùn)行角度分析一場和兩場情況下不同跑道構(gòu)型的優(yōu)缺點(diǎn)以及構(gòu)型選擇需考慮的因素。

2.1一場模式

一場多跑道模式是當(dāng)下國內(nèi)大型機(jī)場采用最普遍的多跑道建設(shè)方式，其跑道構(gòu)型主要包括平行跑道模式、交叉跑道模式和側(cè)向跑道模式三種(混合跑道構(gòu)型國內(nèi)尚無)。

2.1.1平行跑道模式

平行跑道具有容量大、效率高、跑道間相互影響小、易于管理等優(yōu)點(diǎn)，是目前新建或改擴(kuò)建機(jī)場最為常用的一種構(gòu)型。平行跑道構(gòu)型的典型機(jī)場國內(nèi)有上海浦東國際機(jī)場(見圖2)，國外有美國亞特蘭大機(jī)場(見圖3)等。

目前正在運(yùn)行的平行跑道數(shù)量最多的機(jī)場為美國亞特蘭大機(jī)場，共5條平行跑道，形成3組遠(yuǎn)距平行跑道和2組窄距平行跑道，實(shí)施3組遠(yuǎn)距平行跑道獨(dú)立進(jìn)近和獨(dú)立離場的運(yùn)行模式。

我國平行跑道運(yùn)行規(guī)范文件為2004年6月26日起施行的 《平行跑道同時(shí)儀表運(yùn)行管理規(guī)定》，該文件規(guī)定了2條平行跑道不同運(yùn)行模式下的跑道間隔要求以及相關(guān)運(yùn)行條件，但未明確2條以上平行跑道的運(yùn)行方法及要求；另外，國際民航組織(ICAO)也沒有發(fā)布2條以上平行跑道的相關(guān)運(yùn)行規(guī)范，目前僅美國FAA有對3條平行跑道獨(dú)立運(yùn)行的規(guī)范。通過現(xiàn)有規(guī)范支撐、程序優(yōu)化和國外機(jī)場運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)借鑒，理論上可實(shí)施3條平行跑道獨(dú)立運(yùn)行，但4條(4組)平行跑道同時(shí)運(yùn)行無論從規(guī)范還是運(yùn)行上暫時(shí)都無法實(shí)施。因此，平行跑道構(gòu)型在確定跑道數(shù)量和跑道間距時(shí)應(yīng)避免跑道數(shù)量超過6條，寬距跑道數(shù)量不超過3條，即3組遠(yuǎn)距平行跑道加3組窄距平行跑道。

由于跑道數(shù)量超過4條后每多增加1條跑道效率就降低一分，且平行跑道數(shù)量越多飛機(jī)滑行距離越長、地面運(yùn)行越復(fù)雜，因此，對于平行跑道構(gòu)型而言，2組遠(yuǎn)距平行跑道加2組窄距平行跑道的構(gòu)型(4條)是運(yùn)行效率最高、跑道利用率最大、管制運(yùn)行相對最順暢的一種構(gòu)型，在吞吐量不是特別巨大且空域條件較好的情況下該構(gòu)型基本能夠滿足區(qū)域性樞紐機(jī)場或干線機(jī)場的需求，若城市將來不考慮新建第二機(jī)場的情況下可按需適當(dāng)預(yù)留1條～2條跑道的建設(shè)用地，但跑道數(shù)量都應(yīng)避免超過6條。

2.1.2交叉跑道模式

交叉跑道構(gòu)型主要運(yùn)用在風(fēng)向復(fù)雜且風(fēng)速較大的地區(qū)，由于以前的運(yùn)輸飛機(jī)重量輕，起飛和著陸時(shí)對于側(cè)風(fēng)要求較高，機(jī)場為保障其運(yùn)行能力而根據(jù)風(fēng)向統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)建設(shè)交叉跑道，該跑道構(gòu)型在美國較為常見，如舊金山機(jī)場和波士頓機(jī)場等。但隨著民用客機(jī)機(jī)型重量的不斷加大以及科技的進(jìn)步，民用客機(jī)對于側(cè)風(fēng)的要求逐步降低，交叉跑道構(gòu)型的采用也越來越少，除非由于地形、用地或其他因素限制。

2.1.3側(cè)向(V型)跑道模式

V型跑道構(gòu)型即跑道之間互不相交，散開布置，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行需求可單獨(dú)使用也可與其他跑道同時(shí)使用。典型機(jī)場如美國達(dá)拉斯機(jī)場(見圖4)，共設(shè)置有2條V型跑道。該跑道構(gòu)型特點(diǎn)是側(cè)向跑道一般只用于離場或只用于進(jìn)近，目的是為了避免與主起降跑道發(fā)生沖突。如達(dá)拉斯機(jī)場東側(cè)側(cè)向跑道僅用于起飛，避免與東側(cè)3條平行跑道的起降發(fā)生沖突；西側(cè)側(cè)向跑道僅用于著陸，避免與西側(cè)2條平行跑道起降發(fā)生沖突。

國內(nèi)規(guī)劃使用側(cè)向(V型)跑道構(gòu)型的有成都新機(jī)場，該機(jī)場遠(yuǎn)期規(guī)劃建設(shè)5條跑道，其中3條為平行跑道，其余2條側(cè)向跑道與主跑道垂直。由于成都機(jī)場航班大部分均向東離港，因此建設(shè)2條側(cè)向跑道僅用于向東起飛，可增大早高峰期間的放行流量?？梢姡瑐?cè)向(V型)跑道構(gòu)型的運(yùn)行受到一定限制，無法做到同時(shí)起降，其構(gòu)型的選擇均處于機(jī)場的實(shí)際需求，在飛行架次不大的情況下，有特殊需求的大中型機(jī)場可考慮該跑道構(gòu)型。

2.2兩場模式

當(dāng)跑道數(shù)量達(dá)到一定程度時(shí)，再增加跑道的數(shù)量并不能有效增加起降架次，反而會(huì)給機(jī)場管理和管制運(yùn)行帶來極大的困難。因此一些航空業(yè)務(wù)量需求極大的國際化大都市多數(shù)采用兩場一主一輔的運(yùn)行模式，明確各自分工，提高整體運(yùn)行效率。代表城市如美國芝加哥、達(dá)拉斯，阿聯(lián)酋迪拜(正在建設(shè)二機(jī)場)和中國上海等。達(dá)拉斯一場見圖5，芝加哥兩場見圖6。

芝加哥兩大商業(yè)機(jī)場奧黑爾機(jī)場和中途機(jī)場相距21 km，2015年旅客吞吐量分別為7 695萬人次和2 200萬人次，兩者一主一輔，吞吐量相加近1億人次。

空管運(yùn)行方面，兩機(jī)場雖各自獨(dú)立運(yùn)行，但需統(tǒng)一調(diào)度指揮，建立終端區(qū)是必備條件，進(jìn)離港航線需統(tǒng)籌考慮，終端區(qū)劃設(shè)高度和范圍均應(yīng)根據(jù)兩場運(yùn)行需求確定，盡量滿足空域需求。

達(dá)拉斯機(jī)場和樂福菲爾德機(jī)場，兩者側(cè)向間隔僅為4.8 km，但由于管制運(yùn)行上兩機(jī)場為統(tǒng)一指揮調(diào)配，因此雖然樂福機(jī)場業(yè)務(wù)量遠(yuǎn)少于達(dá)拉斯，但其延誤時(shí)間基本相同，2015年兩場平均延誤分別為12 min和11.5 min。另外，其終端區(qū)范圍為以達(dá)拉斯機(jī)場為中心，半徑40海里～50海里，兩機(jī)場共24個(gè)進(jìn)離場點(diǎn)：達(dá)拉斯機(jī)場有4條專用進(jìn)場航線、樂福機(jī)場有4條專用進(jìn)場航線、達(dá)拉斯機(jī)場和樂福機(jī)場共用15條離場航線、樂福機(jī)場另有1條專用離場航線。

可見，兩場運(yùn)行所需空域需求相對于一場運(yùn)行來說更大，但不論是超大規(guī)模一場還是臨近兩場的運(yùn)行都需要高效的空域系統(tǒng)進(jìn)行支撐，如果缺少對應(yīng)的空域容量，地面跑道數(shù)量再多也無法滿足業(yè)務(wù)量的需求。

3　結(jié)語

不同國家和地區(qū)由于地理?xiàng)l件、氣象條件、空域條件、管制規(guī)則、機(jī)型組合、硬件設(shè)施和管理水平等因素存在差異，即使采用相同的跑道構(gòu)型，其跑道系統(tǒng)容量也會(huì)存在很大差異。因此，對于建設(shè)方來說，多跑道構(gòu)型或者多跑道系統(tǒng)的選擇需要根據(jù)城市自身實(shí)際情況確定，切勿盲目追求跑道數(shù)量，忽略運(yùn)行效率。根據(jù)現(xiàn)有條件最大程度利用跑道，并在此基礎(chǔ)上做好遠(yuǎn)期土地預(yù)留工作才是上上之策。

[1]DOC8168—OPS/611，空中航行服務(wù)程序—航空器運(yùn)行[S].

[2]國際民用航空公約附件六：航空器運(yùn)行[Z].2006.

[3]國際民用航空公約附件十一：空中交通服務(wù)[Z].2006.

[4]國際民航組織文件：空中規(guī)則和空中交通服務(wù)[Z].2006.

Exploration on airport multi runway system planning and configuration selection

Chen Jia

(Shanghai East China Civil Aviation Flight Program Design Research Institute, Shanghai 200335, China)

This paper discussed the necessity of airport multi runway planning and construction, from the operation perspective, analyzed the advantages and disadvantages of different runway configurations in one runway mode and two runway mode, and ealborated the factors to be taken into account of runway selection, provided way for the planning and construction of airport runway.

airport, multi runway system, runway configuration, planning and construction

1009-6825(2016)25-0150-03

2016-06-28

陳嘉(1989- )，男，助理工程師

V351.11

A