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1、提高机场着陆容量潜在的一些创新业务程序摘要在一些指定空域建立ATC（空中交通控制）系统，以使得在出发地和目的地之间飞机起降安全、高效和有效。这些机场的主要操作性能一直是他们的空侧和陆侧容量。特别是，在机场空侧容量包括跑道系统的容量和周围的（接近）空域和滑行道和停机坪/门的容量。不同的机场跑道系统容量有着不同的概念。首先在给定时间段里（通常一小时）不断服务和需求的条件下进行的是由航空运输移动（先进的空管系统）的最大数表示的“终端”容量（空中交通管理既管理着陆的飞机也管理起飞的飞机）。另一种是通过在时间保证每大气压规定范围内的平均延迟给定时间内进行管制员所承受的飞机最大数量表示“实用”容量的概念。
2、这两种能力的计算依据定的操作程序和技术支持。本章介绍的一些创新性的安全运作程序增加了“终端”跑道着陆容量的模型。它们是：一）适用于单一跑道着陆的基于时间的管制时间间隔规则; 二）适用于间隔紧密的平行跑道着陆的较陡的方法程序。建模意味着包括开发专门的分析模型对于给定的条件，这是按照“假设”情况下的交通方式应用到选定的机场下估计跑道“最终”着陆容量的方法。关键词: 机场跑道着陆容量，创新的运行程序，基于时间的间隔ATC规则，陡峭的进近程序，间隔紧密的平行跑道1. 简介尽管航空运输系统运营商，监管机构和研究人员（学术顾问）都在不断努力，提供足够的机场跑道容量以满足不断增长，安全，高效的需求的问题，实
3、际上这些是限制成功的因素。从不断增长的需求的艺术，其具体环境（主要是噪声）的限制无论是在美国和欧洲的许多大型机场阻碍了设计的跑道容量的充分利用。航空运输起降的急剧增加（一个航空运输起降对应于一个目标或者一个起飞）在枢纽机场因经营枢纽和辐射网络相当短的时间周期内创造尖峰造成进一步的现有需求和现有跑道容量之间的不平衡。在其他一些机场，例如纽约的拉瓜迪亚机场（美国），高需求/容量失衡已创建仅仅是因为它们的吸引力，而不是主要是由于航空公司调度实践的类型。此外，特别是在美国，机场的IMC（仪表气象条件）和VMC（目视气象条件）下运行，并在ATC（空中交通管制）相应的差异最小着陆基于距离的间隔规则（IFR
4、 - 仪表飞行规则和VFR - 目视飞行规则）已经创造了固有的不稳定公布的跑道着陆能力，因此其易受天气条件影响。在欧洲，跑道的着陆能力受天气的不稳定的影响也非常大，即使飞机IMC和VMC申请IFR已着陆。同时，土地的短缺在许多机场的机场跑道容量扩大也造成了上述需求/容量的不平衡长期的存在。在任何情况下，这种不平衡创造了拥堵，延误和相关航空公司和航空客运成本。在这种情况下，通过影响需求和容量需求/能力失衡不同的最终短期缓解措施已得到审议。在需求方面，这些都一般由插槽规定，拍卖和槽的交易，并最终阻碍了需求管理。在除了建造新跑道作为长期措施的容量方面，这些都主要包括引入由现有的和/或创新技术支持的创
5、新性的运作程序。在一般情况下，后面这些措施预计将有助于降低ATC着陆的飞机的最小间隔，因此这些措施提供现有的空域和机场基础设施内以达到容量增益（车尔尼等人，2008;亚尼奇，2008，2008年a; CRS，2008）。在空中交通管制最低间隔已依据主要是飞机降落之间的水平距离，已修改依据大（重）飞机之后产生的尾流涡的影响。着陆的飞机都遵循标准化的ILS（仪表着陆系统）的3下滑角。这样相当不灵活的，但安全操作模式已设置有上述特性跑道着陆的能力 - 容量不足和易受天气影响。因此，问题是，一些创新的运作程序是否通过支持现有/或新技术可以安全地提高机场跑道着陆能力，并减少其易受天气影响。其中的一些被认
6、为是基于时间间隔的，而不是基于距离间隔，在一个单一的跑道，和较陡的进近程序的间隔紧密的平行跑道的ATC着陆规则。双方将通过在战术和操作层面的各种ATC（空中交通管制），决策支持工具的支持。具体而言，在美国，其中的一些包括地面等待计划（GHP），空域流量项目（AFP），航班时刻表监视器（FSM），航班时刻表分析仪（FSA），以及交通管理顾问（TMA）（CRS 2008 ）。 除了这个介绍部分，本章包括其他五个部分。第2节描述用于增加和稳定机场跑道着陆能力上述创新操作程序。第3节包括开发专门的模型与估算增加跑道着陆能力的特定的新颖的程序。第4节模型的详细应用。最后一节（5）总结了一些结论。2. 提
7、高机场着陆容量潜在的一些创新业务程序2.1 背景增加（和稳定）机场跑道容量的创新运作程序包括时间为基础的ATC，而不是目前使用的基于距离的间隔规则单一跑道和较陡的进近程序的近距平行跑道的创新运行程序（亚尼奇，2008年;2008年a）。图1.75个被选的美国机场的气象边界条件特点（FAA2004年编纂特点;美国航空航天局，2001年）2基于时间间隔的飞机着陆ATC规则可以看出，当水平能见度是3和5（规定）英里和相对均匀时该能见度4,7和8英里临界上限是多样化。此外，大多数机场在“高IFR”和“边际VFR”的经营利润率（FAA，2004年，美国航空航天局，2001年）。根据上述的天气条件下（IM
8、C或VMC），空管应用于目视和IFR分配着陆飞机之间最小间隔规则的对应于表1（FAA，2004年）。表1.美国联邦航空局（ICAO）降落的飞机之间的最小间距规则（NM）（FAA，2004年，美国航空航天局，1999年，2001年）。可以看到，当前在IMC下施加的IFR间隔是在VMC下施加的VFR间隔严格约40。这两个间隔规则一般不考虑同一跑道着陆序列中的领先的飞机的尾流的对后飞机的影响。在某种假设下，即在给定的着陆序列由领先的飞机产生的尾流对尾随飞机影响在两种间隔规则中都不考虑。但是问题是：“为什么VFR和IFR之间有这样的区别？”。可能的答案可能是VMC下，尾随飞机飞行的原则是“看与被看”的
9、只是保持足够的距离，以避免从领先的飞机尾流的危险。而在IMC下，除了避免尾流所需的基本分离规则，ATC引入了附加的“缓冲命令”，补偿的在估计飞机的位置时的累积系统误差。这些位置可视化多亏了先进的ATC控制雷达系统。两类间隔规则对着陆容量的影响，即到达率，图2所选择的美国机场的说明了情况。图2.在所选择的美国机场IFR和VFR着陆能力的关系（依据：美国联邦航空局，2004;美国航空航天局，2001年）可以看到，IFR和VFR着陆能力（到达率）之间的相当强的线性关系，以约30的平均差异存在，即IFR着陆能力通常达到至多约70的相应的VFR的百分之登陆能力。在欧洲，独立的天气条件下，着陆按照IFR间
10、隔标准执行根据表1（EEC，2005年）。因此，问题是如果它是可以设置基于时间的间隔规则，这将被标准化所有气候条件下考虑尾涡流的真实的（动态的）影响。在一般情况下，这些分离规则有望提供连续着陆飞机之间的更短的最小时间距离间隔，从而按照跑道着陆的容量来增加航班流的间隔，同时受到天气变化时也保持间隔相当稳定。特殊飞机旋涡可以被飞行员，ATC，和/或这两者更准确的监测，这也是有可能的。2.2.2“尾流参考空域”监测尾流的真实行为，即动态的，需要定义“尾流参考空域”用于在一个给定的跑道最后进近和着陆。在一般情况下，这个空间由两部分组成：i）该“尾流走廊”，即一个水平棱柱，它是沿跑道的延长中心线扩散的形
11、状的空域;ii）SHA（简化的危险区域），其中由给定的飞机所产生的尾流一直保持到它们衰变和/或迁出“尾流参考空域”（亚尼奇，2008; ONERA/ DOTA，2005）。“尾流涡走廊”开始在FAG（最后进近入口），这通常被定义为航点或无线电辅助导航设备点（VOR/ DME）。跑道降落地区结束。图3显示了“尾流参考空域”的简化立体方案。图3.“尾流参考空域”的三维图（从（亚尼奇，2008年），其中是“尾涡走廊”的编译的三维方案的长度;是最后进近入口尾流走廊开始点与跑道入口T之间的水平距离； OM和MM分别是ILS（仪表着陆系统）外层和中间层的标记，; X（t），Y（t）和Z（T）分别是“尾流参
12、考空域”和跑道着陆阈值T的纵向，横向和垂直坐标，这取决于时间（t）;是OM的位置和跑道着陆阈值T之间的水平距离，飞机的水平边与“尾流空域”轴线之间的角度;以及是“尾流空域”中的飞机进场通道标称角度（ILS下滑道）。如上所述，ILS提供了进近和降落的飞机主要导航。在未来，座舱显示交通信息（CDTI）系统板载了ADS-B设备支持的飞机将被用于更容易自我管理的进场程序相对于其他接近交通。ATC通常采用非常复杂的雷达系统，用于监测到达的流量。例如，精密的雷达监视（PRM）系统就是其中之一。此外在“尾流参考领空”里监测和预测飞机尾涡，将随着当前和未来技术和系统的发展而实现（Choroba，2003，;
13、Wilkenmans和Desenfans，2006年）。地面上的最知名的当前系统是飞机涡间隔系统（AVOSS）目前是达拉斯 - 沃斯堡（美国）的机场运营。在飞机接近基于尾涡位置预定义的走廊跑道与当前天气状况的因素之间，该系统提供飞机之间的动态间隔准则。尾涡属性，它首先清除走廊在一定的（“参考”）的个人资料，定义了一个给定的飞机距离间隔标准。基于距离间隔和基于时间间隔的ATC规则的标准化和运作化可能会要求（动态）尾涡咨询系统的发展，如ATC WAKE WAKEVAS 和WVWS的全面发展，在飞机上和在ATC的工作桌面上这些系统的特殊部分将使监测的特殊组成部分并通过数据链路预测整个“尾流参考空域”
14、，在线交换飞行员和管制员之间的信息，即自动通过数据连接。在前面飞机的尾流中的信息将提交给机组要么是在导航设备要么是主飞行显示器这些信息包括在“尾流参考空域”里尾流强度和尾流预测轨迹。在这种情况下让飞行员在驾驶舱屏幕上就能监视尾流，而不是看着飞机本身，他们不能在仪表气象条件下（IMC）看到飞机的尾流，降落的飞机之间的间隔可能成为纯粹的动态基于时间的间隔，并且，在距离方面，主要适用于美国机场为接近当今VFR最小基于距离间隔的间隔（Choroba，2003; Wilkenmans和Desenfans，2006）。2.3在较陡的进近程序2.3.1背景欧洲和美国在繁忙的机场使用的平行跑道的配置不同。在欧
15、洲，四个最繁忙的大陆枢纽机场运行的平行跑道：法兰克福（德国），一对紧密间隔（独立的）和伦敦的希思罗机场（英国），巴黎戴高乐机场（法国）和阿姆斯特丹史基浦机场（荷兰）分别是一对，两对，三对远间隔（独立的）平行跑道。目前，在美国最繁忙的枢纽机场运营28对相邻间隔很小的跑道和10对交叉跑道 28对的远间距平行跑道（NASA，1998年）。此外上述的特性有效的单个跑道，在平行跑道的情况下，尾流可以在速度几乎正比于从一跑道“尾流参考空域”移动到这个空域相邻跑道的侧风的速度。如果尾迹不能到达相邻跑道前充分衰减，他们可能对飞机存在危险，（; FAA，2004;2000年;美国航空航天局，2001伯纳姆，20
16、02）因此在两条跑道里的操作要互相独立。在这种情况下，VMC下的ATC在相邻跑道里2500ft的高度运用VFR引导飞机进近，很少通过假定沿着一条跑道的“尾流参考空域”里一条跑道产生的尾流将不会影响另一条跑道，少间距的平行跑道相邻（平行）的跑道。这使得两条跑道独立运行（FAA，2004;亚尼奇，2008年a; LMI，2004）。在IMC时，ATC在间隔紧密的平行跑道之间仅仅应用IFR水平间隔规则见表1中来引导飞机进近，从而使得两条跑道运行彼此相互独立。在这种情况下，CNAP（传统的进近程序）被执行（亚尼奇，2008年a）。2.3.2 陡峭的进近程序（SEAP）的特点为了减轻紧密间隔的平行跑道的上述的依赖性，VMC下IMC下类似地配对到达飞机的程序已在欧洲和美国都被认可。在欧洲，法兰克福（德国）机场间隔紧密的平行跑道交错进近程序（SGAP）已经取代着陆入口（法兰克福机场，2004年）。在美国：同步偏
