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      空運機場跑到的理論容量

      2019-08-30 908

          跑道理論容量可以根據空管規則,通過數學推導來建立計算公式。將給出兩種情況下的單跑道理論容量計算公式:一種是進港單模式的跑道容量,另一種是進出港混合模式的跑道容量。下面分別進行討論。 

      1.進港單模式的跑道容量 

           假設飛機到達服從泊松流,并遵守先來先服務(FCFS)的排隊規則。飛機進港 過程可分為“接近情形”(closing case)和“開放情形”(opening case)?!敖咏樾巍? 是指前機速度(v)小于后機速度(v,)的情況,“開放情形”是指前 機速度(v;)大于后機速度(w)的情況。 在進港過程中,飛機之間必須保持一定的安全間隔?!敖咏樾巍毕虑昂髢杉? 飛機間距不斷減小,最短距離,出現在前機到達跑道入口時,最小時間間隔T,可以表示為式中,R為前機占用跑道時間,此值應當取前機機型占用跑道時間的最大值,以保證在后機降落前,前機有足夠的時間從跑道脫離。 “開放情形”下前后兩架飛機的間距不斷增大,最短距離出現在前機到達最后 進近定位點處。如果這個距離是最小間隔距離(;),則后機j距離跑道為y+6;, 其中y是最終進近點到跑道入口的距離。于是,當vw>v,時,使用同一跑道的前 后兩架飛機的最小時間間隔T,為一條跑道同時只能由一架飛機占用,所以這里n=1,=1。此時的跑道理論 容量是飛機平均占道時間的倒數。如果后機j與前機i構成的機型組合(i,j)的概 率為P,,則跑道的小時理論容量C??梢员硎緸? 式中,E[T,]表示T;的期望值;N是飛機類型等級數。 飛機起降過程中,安全間隔取決于前機尾流對后機的影響范圍。為確定尾流安全間隔,將機型分成輕、中、重三個等級,在表2-5中,A、B類飛機是“輕”的,C、D 類飛機是“中”的,E、F類飛機是“重”的。在較低等級的飛機作為前機時,將發生 “接近情形”,應使用式計算最小時間間隔;如果較高等級的飛機作為前機; 則發生“開放情形”,應使用式計算最小時間間隔。但要注意兩種情況下的 安全時間間隔;是不同的,“開放情形”的安全間隔要求大于“接近情形”的安全間隔。不同情形下的安全間隔已由民航局空管局規定了標準,對于純出港模式的跑道,可以采用與上述純進港模式的跑道容量計算公式的推導方法,根據前后機間隔變化形式(請注意,與前后機重量級順序有關)確定安全 間隔檢測點和間隔標準要求,通過計算前后機在跑道端口的前后機時簡間隔的平均值,推導此時的跑道容量計算公式。作為練習,請同學們自己推導這個跑道容量計算公式。 

      2.進出港混合模式的跑道容量 

          混合模式跑道容量的計算建立在以下規則之上。 

        (1)進港請求優先。 

          (2)同一時間只能有一架飛機占用跑道。

           (3)如果進港飛機距離跑道入口小于4,則出港飛機不能放行。 

           4)連續進港飛機間的最小間隔等于出港飛機占用跑道的時間。 進出港流程可以用亞馬遜物流表示,分別為進港飛機i和j經過 跑道人口的時刻。Ti是進港飛機i清空跑道的時刻,T2是出港飛機k可被放行的 最遲時刻。ta為出港飛機k的跑道占用時間,Ta為出港飛機k進入跑道時刻,G 為可以放行出港飛機的時間段:G=T2一T1。如果可以在兩架連續著陸飛機之間插入一架出港飛機,則應滿足G>0,即 變換得 因此,在前后兩架著陸飛機之間穿插n:架次出港飛機的最小時間間隔T,為有了最小時間間隔后,混合模式跑道的進港航班小時容量C.的計算公式與 式(2-35)和式(2-36)相同,即 式中,E[T,]表示T,的期望值,E[T,]= P;是前后機組合(i,j)的概率。 進出港小時容量為 空中交通管理實踐中,精確控制進近間隔是非常困難的,因此通常在期望間隔 時間的基礎上加人一個緩沖時間。一般情況下,為安全起見,應當有 例2-13某機場空運沒有小于7t的飛機(L型),降落該機場空運的M、H型飛機的比 例分別是PM=70%和P;=30%,機型順序組合{ij》種類有四種:{ij}={MM, MH,HM,HH},并且已知RM=45s,RH=558,M=140kn,a=150kn,y= 6n mile,,=3n mile、3n mile、5n mile、4n mile,P;=PP;。試求該跑道進港單模 式下的理論容量。 解根據題目所給的機型順序組合,應用式(2-33)和式(2-34),可計算出各 種機型順序組合的最小間隔時間,即T;=77.1s、72s、138.9s、96s。再根據機型比 例計算出機型順序組合的概率為P;=0.49、0.21、0.21、0.09,代人式(2-36)可得 E[T;]=77.1×0.49+(72+138.9)×0.21+96×0.09=90.71(s) 因此,該跑道的進港航班容量為C。=3600/90.71=39(架/h)。

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