成都双流国际机场 容量评估报告,民航总局安全技术中心南京航空航天大学民航学院民航西南地区空中交通管理局成都双流国际机场股份有限公司,第一章 综 述1.1 成都机场概述成都双流机场是我国西南地区面向世界的重要空中门户,民航发展迅猛机场拥有先进的跑道、脱离道和停机坪系统进近空域已实施雷达管制并划分扇区，管制技术高周边军用机场多，民航飞行受空军活动影响极大需求旺盛，日高峰达545架次，小时最高峰达35架次，已经超过了民航总局规定容量的限制，已经严重影响到了成都民航的发展1.2 成都空域概述成都进近管制区实行雷达管制，目前划分有两个扇区本项目研究的意义对目前成都机场的现有容量进行科学的评估，将是在保证民用航空安全的前提下使得现有民航资源和设施的效益能否充分发挥关键为现阶段充分利用容量提供参考为发现容量瓶颈、采取合理措施提供依据，并且为未来的机场建设的政策分析、战略发展和成本－效益的评估奠定基础1.3 容量的定义1 空中交通容量的定义交通容量：指某一交通单元(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、人为因素、军事活动因素、气象因素等)的影响，该交通单元在单位时间内能提供的航空器服务架次。
最大容量/理论容量：在某种约束条件下，指定时间内，在持续服务请求下该交通单元的最大飞机服务架次实际容量：在某种约束条件下，指定时间内，在某种强度的服务请求下该交通单元的最大飞机服务架次航班计划容量：在某种约束条件下，指定时间内，在某种强度的服务请求下该交通单元的实际容量等于服务请求的最大值这是当所有飞机都按计划时刻申请时，机场连续运行18个小时而不发生受容量原因导致延误的最大值1.4 容量评估的基本方法1、理论分析方法 （回归分析法）2、仿真评估方法（微观空中交通仿真模型）本次研究将结合一系列数学分析模型，使用计算机技术，建立可以逼真模拟机场空中交通运行情况的仿真评估软件，使用这种仿真方法可以获得详尽的运行数据，从而得到更加实时准确的结果机场空域容量的理论评估机场地面容量的理论评估空域及机场地面的联合仿真评估,第二章 机场、空域容量理论评估模型及数据2.1 机场地面容量评估模型 参照FAA提出、ICAO推荐的机场容量广义随机模型机场容量分为跑道容量、滑行道容量、停机坪/登机门容量根据跑道采取的策略的不同，跑道容量又分为飞机连续到达时跑道容量，飞机连续起飞时跑道容量和飞机到达/起飞混合使用时跑道容量。
2.1.1 到达/起飞跑道容量数学模型 到达/起飞混合使用类型中根据到达飞机跑道使用情况分多种情况跑道容量为： （2-1） ：为跑道混合使用时的容量； CA(DA) ：为跑道混合使用时到达飞机的架次； ：为跑道混合使用时起飞飞机的架次； ：为连续到达飞机对（i,j）中加入的最大起飞飞机数 G：为起飞流与到达流的比例，当到达飞机绝对优先时G 取0，当一架到达飞机中插入1架起飞飞机与到达飞机 比例为1：1时G为1，G=0，1，2，3，……W：为到达流与起飞流的比例，当在一架到达飞机中插入一 架起飞飞机时时W取1，当在两架到达飞机中插入一架起 飞飞机时W为2，W=1，2，3，……。
：两架连续到达的飞机，前机为i，后机为j的比例通 常i，j按飞机的尾流间隔分为重型机，中型机，轻型 机三种到达飞机时间间隔的计算如下：先构造S阵 （2-2） 是在到达i，j飞机对中插入最多起飞飞机k架时的跑道 空闲时间阵跑道空闲时间阵定义如下： （2-3）其中， 到达飞机间隔时间矩阵 （2-4） （2-5） :为前机跑道占用时间和前后机经过跑道入口的 时间间隔的大者； :两架连续到达的飞机，前机为i，后机为j的比 例。
通常i、j按飞机的尾流间隔分为重型机、中 型机、轻型机三种AROR(i)为前机跑道占用时间 (2-6) ARi 各类到达飞机的跑道占用时间； 各类到达飞机的平均跑道占用时间； 各类到达飞机跑道占用时间的方差； 到达飞机i，j飞机对时间间隔的方差； qv 到达飞机时间间隔不违反空管管制规则规定两机最 小间隔的概率公式（2-4）中，AASR(ij)(Arrival-Arrival Separation Requirement)：到达飞机时间间隔规定 该间隔规定为两架连续进近的飞机提供足够的间隔，以保证前机i和后机j的空中间隔不违反空管最小间隔规定 （2-7） 两架进近飞机的尾流间隔； qv 到达飞机时间间隔不违反空管管制规则规定两机最 小间隔的概率；,,,,插入缓冲时间要考虑到的随机误差的方差； Vi 前机的最后进近速度； Vj 后机的最后进近速度； 最后进近路线的长度。
定义公式(2-3)中中间计算矩阵： （2-8） ， 表示在i，j飞机对之间插入k架飞机时 跑道的空闲时间DDSR(ij)（Departure-Departure Separation Requirement）起飞飞机的时间间隔规定该间隔规定为先起飞和随后起飞飞机提供足够的间隔，以保证相继起飞飞机的空中间隔不会违反空管最小间隔规定 （2-9）,,,,,,空管规则规定的两架起飞飞机间的最小放飞间隔时 间（按尾流规定）； qv 到达飞机时间间隔不违反空管管制规则规定两机最 小间隔的概率； 插入缓冲时间要考虑到的随机误差的方差。
公式(2-8)中，E[DDSR]为 ，DASR(j)中的j 指起飞飞机 DASR(i)（Departure-Arrival Separation Reqiurement ）起飞/到达飞机的时间间隔规定该间隔规定为即将到达的飞机与将要放飞飞机提供足够的间隔，以保证他们间的空中间隔不会违反空管最小间隔规定2-10） 空管规则规定的允许起飞飞机进入跑道时，随后进 近的飞机距跑道入口的最小距离； 插入缓冲时间要考虑到的随机误差的方差； qv 到达飞机时间间隔不违反空管管制规则规定的两 机最小间隔的概率 当 时，表示在该i，j到达飞机对之间插入k架起飞飞机后跑道仍然有空闲时间，增加k值再进行计算直到跑道空闲时间 变为负数，这时表示该i，j到达飞机对之间最多只能插入k架飞机，即 对于矩阵 ，依次增大k值（k=1，2，…）直到如果再增大k 值 的所有元素都小于0，这时对应的即为最大插入飞机数阵引入G并构造S阵： 是在到达i，j飞机对中插入最多起飞飞机k架时的跑 道空闲时间阵。
得到达飞机间隔时间阵为: 再引入W得到达飞机间隔时间阵为:将上述过程依次求出各中间矩阵，最终带入公式(2-1)可以得到跑道容量,,,,,2.1.2 滑行道容量数学模型 成都滑行道为单行滑行道这里用加权平均速度与加权平均机头距的比值来表示单行滑行道的容量 其中：C为滑行道容量1） :前机i与后机j的机头距；2） :机型为i的飞机的滑行速度；3） :为在滑行道上连续滑行的两架飞机，前机为i，后机为 j的概率2.1.3 停机坪/登机门容量数学模型其中：C为停机坪/登机门容量,,,,,,1）G:总的停机位/登机门数量；2）G1:第1类停机位/登机门的数量；,,,,,3）g 1:第1类停机位/登机门个数占所有停机位/登机门个数的 比例；4）G2:第2类停机位/登机门的数量；5）G3，G4：第3，4类停机位/登机门数量；6）g 2，g 3，g 4:第2，3，4类停机位/登机门个数占所有停机 位/登机门个数的比例；7）t(i):第i类飞机所需的停机位/登机门时间占总停机位/登机 门需求时间的比例；8） :具有个停机位/登机门的系统的容量（停机位/登机 门能为所有类型的飞机服务的情况下的容量）；9） :停机坪/登机门系统容量；10） :停机坪/登机门系统容量限制系数；11） :第i类飞机的停机位/登机门占用时间。