北京首都机场跑道容量提升研究

首都机场目前运行方式下容量已趋于饱和,合理有效地提高首都机场容量具有重要意义。目前首都机场三条跑道实施相关平行仪表进近方式,重点研究了将东、西跑道改为独立进近时,理论和仿真两种方式下容量的提升情况。重点介绍了为该目的,采用Simmod仿真软件是如何设置仿真过程。研究结果表明,理论模型结果略高于仿真模型结果,新运行模式下首都机场容量能提升16%左右。研究结果给相关决策人员做投入产出分析时提供了有力的帮助。

基于独立运行的远距平行跑道进离场调度研究

通过研究独立远距平行跑道的航班进离场联合调度问题,对等待起降的航班进行重新排序,从而减少航班等待时间,增大空中流量,缓解终端区航班拥堵严重状况。本研究在保证航班运行安全的基础上,以航班飞行所需的最小安全间隔及时隙分配等为约束条件,分别以降低延误损失和提高航空公司竞争公平性为目标,建立多目标航班调度模型,利用遗传算法对模型求解。实例仿真结果表明,多目标航班调度模型在解决实际终端区航班调度问题方面表现优异,航班总延误损失降低82.4%,标准航班延误偏差和降低83.7%。

独立平行进近模式的双跑道碰撞风险分析

跑道间距对独立平行进近时的飞行安全有较大影响,研究独立平行进近时碰撞风险随跑道间距变化的规律可以评估在不同跑道间距下实施该运行模式的飞行安全。针对现有方法在碰撞风险计算中存在的不足,提出基于碰撞盒理论的二维位置误差模型,对飞机进近阶段的位置误差进行二维正态拟合,得出用于计算碰撞风险的二维位置分布的概率密度函数,构建了碰撞风险与跑道间距的关系曲线。为了验证该方法的合理性,分别运用一维位置误差模型、CRM模型、二维位置误差模型对跑道间距1 035 m时的碰撞风险进行了对比计算。结果显示,二维位置误差模型计算所得的碰撞风险更加接近国际民航组织制定的安全目标水平。

首都机场双跑道独立运行的设想与研究

目前首都机场的双跑道隔离运行方式无法适应航空运输业的飞速发展,抑制了首都机场的枢纽化进程。通过对首都机场运行状况的分析及其与国外机场的比较,认为双跑道独立运行方式是一种先进的管制方法,而且投资少,见效快,可以使机场跑道的容量成倍增长。独立运行的核心问题是如何保障进近过程中航空器的安全,它对空域、跑道监视设备和监控方法都提出了更高的要求。给出首都机场双跑道独立运行的设想和初步研究,为首都机场的发展提供了必要的理论支持与技术保障。

基于微分对策的平行跑道独立运行冲突报警算法

为提高平行跑道运行时空中交通管制的安全和效率,通过跑道容量模型对首都机场的最大理论容量进行了分析,得出了两条平行跑道的最优运行方案。针对这种方案中的平行跑道独立运行安全保障问题,提出了一种基于微分对策的新报警方法,用它来代替传统的隔离带报警方法。这种方法假定入侵飞机是"追击者",另一架平行飞行的飞机是"躲避者",通过计算追击者的不安全区来达到报警目的。分析了最小水平安全间隔的变化。仿真试验证明,这种新的报警技术优于传统的隔离带报警方式。

独立进近模式的高原机场平行跑道安全间距分析

针对标准大气条件下的平行或近平行仪表跑道同时运行规范不适用于高原平行跑道机场的问题,研究了响应时间、跑道间距和飞机爬升率对高原条件下独立进近碰撞风险的影响,以分析高原机场平行跑道飞行安全状况。在PLB模型的基础上,增加受威胁飞机开始逃逸后爬升机动的效果,根据不同高度空气密度的变化修正飞机的进近速度,并利用三自由度运动方程,建立了独立并联仪表进场仿真模型。仿真结果表明:当机场海拔高度在3 km以下,总响应时间小于8 s时,独立平行仪表进近需要1.3 km的跑道间距;在4 km和5 km海拔高度,跑道间距应扩大到1.5 km和1.7 km,以满足碰撞危险的安全水平。飞机爬升率会增加受威胁飞机与偏离飞机的高度差,从而增加两架飞机的安全间隔;当爬升率提高到12 m/s时,碰撞危险性开始显著降低。