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[摘 要]本文是从管制员的角度出发，根据机场跑道的实际运行情况，在讨论影响机场跑道容量诸多因素的基础上及考虑最大容量的情况下，建立航空器离场容量的模型，并构建单跑道容量评估模型，从而提高离场航空器的容量。结果表明，提高离场航空器的容量对加速空中交通有序的运行起着重要作用。
[关键词]民用航空；离场航空器；容量
中图分类号：TH164 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）32-0000-01
1 引言
民航业的高速发展给各大航空公司带来了巨大的利润，也使得不少城市的经济得以飞速发展。由于航空交通量显著增加，原有的民航服务系统已经不能满足日益增长的交通量需求。机场的新建扩建、空中交通管制设施的改善都是从硬件环境上来改善现有的交通状况；但是目前更加缺乏的是如何更加有效地利用现有的硬件设备，发挥其更大的功用，这显得更加紧迫。航空活动的节点是机场，让机场高效率的运转又是关键所在。
2 机场跑道容量及其限制因素
机场跑道容量是指在一定的系统结构，管制规则和安全等级下，考虑可变因素的影响，跑道单位时间内能提供多少架次的飞机起降服务，可以用跑道对所有航空器服务时间的加权平均值来表示。影响跑道容量的因素有很多，其中主要因素有：导航、监视设备、辅助着陆系统；终端区空域结构、进离场程序；跑道配置；跑道运行方式；气象条件；飞行规则；使用跑道的机队组成；起飞流和到达流的比例；不同类型飞机的进近速度；最后进近路线长度；空管规则规定的飞机间的最小间隔；违反空管规则规定的最小间距的概率等等。[3]本文研究的跑道容量是雷达管制间隔下的跑道最大容量，考虑了飞机的位置误差和通信延迟。
从管制员的角度来分析这个问题，其含義在于，假定管制员对航空器进行管制时，为了保证航空器之间的间隔不小于管制规则（如最小水平间隔），会人为地增加一个时间裕度（或空间裕度）。
3 离场容量模型的建立
图1为离场航空器之间时间间隔的分布函数。用X（t）来表示离场航空器距开始起飞滑跑点的距离，则
X（t）=1/2×VQ/TQ×t2 （0 VQt-1/2VQ×TQ （t≥TQ） （2）
上式表示航空器在TQ时间内，速度从0开始匀加速一直到速度等于离场速度VQ，然后以恒定的离场速度VQ离场。同样设前机开始起飞滑跑后，经过时间u后机接到起飞指令（后机起飞滑跑的实际时间为u+a+w，w为后机滑入跑道所用时间）。从管制员的角度来分析两航空器的时间间隔u。本文考虑后機速度大于或小于前机速度的两种情况。在后机速度大于前机速度的情况下，限制条件在航空器飞越出航转弯点时产生。此时，前机的位置为QD，即出航转弯点。后机的位置不大于QD-SD，SD为最小间隔。经过计算后，得到u要满足下面的限制条件
u≥QD/VQL+1/2（TQL-TQF）-（QD-SD）/VQF-a-w+H-1（qv）/VQF*√va （3）
va=[QD/VQL+1/2（TQL-TQF）-u-a-w]2*（eVQF2+eWF2）+VQF2/VQL2×QD2×（eVQL2+eWL2）/VQL2+VQF2/4×eTQL2+1/4×VQF2×eTQF2+VQF2×ea2 （4）
可以通过不断迭代的方法获得精确的u值。在后机速度小于前机速度的情况下，最小间隔为后机起飞时，除非QD很短使得后机起飞时，前机已经飞越了出航转弯点。考虑最小间隔，得到u满足下面的不等式
uA≥TQL/2+[1/2×VQF/VQL-1]TQF-a-w+SD/VQL+H-1（qv）√va1
va1=[u+a+w+TQF-TQL/2]2×（eQL2+eWL2）/VQL2+（1-VQF/2VQL）2*eTQF2+1/4[eTQL2+TQF2×（eVQF2+eWF2）/VQL2]+ea2 （6）
如果后机起飞时，前机已飞越出航转弯点，此时
uB≥QD/VQL+1/2TQL-TQF-a-w+H-1（qv）*√（eTQF2+QD2/VQL2×（eVQL2+eWL2）/VQL2+1/4eTQL2+ea2） （7）
同样，还要考虑跑道占用时间限制
ua≥TQL-w+H-1（qt）×√（eTQL2+ea2） （8）
所以，当后机小于前机速度时
u=max[min（uA，uB），ua] （9）
4 结论
增大机场地面容量的方法有很多种，比如扩建机场，加大管理力度等。但是跑道作为机场中最容易形成瓶颈的子系统往往决定了整个机场的容量水平，因此跑道容量是决定机场地面容量最为重要的因素。研究提高离场航空器容量的方法，从而可以提高机场跑道容量。跑道容量是一种相对经济的增加机场地面容量的方式。但此方法需要较为扎实的基础理论知识（如空中交通管理，飞行性能，通信导航）和运动学知识，计算能力。
本文还有一些不足之处，比如：
（1）本文对于天气情况的考虑较少，在实际情况中，可能会出现天气情况突变，以及飞机尾流的影响。如果飞机遇到紧急事故，该方法的误差将会增大，甚至失效。
（2）当空中流量处于高峰时期时，人为因素往往会成为影响流量的主要因素。本文未考虑管制员这一方面的问题。
综上所述，该方法趋于理想化，其计算结果和实际情况有些许偏差，可作为参考。
参考文献
[1] 何昕，韩云祥，赖志坚.机场跑道容量评估模型研究[J]，航空计算技术，2010，40（1）：42-45.
[2] 康瑞，杨凯.民航支线机场跑道容量评估模型设计与仿真[J]，计算机仿真，2016，33（3）：32-36.
[关键词]民用航空；离场航空器；容量
中图分类号：TH164 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）32-0000-01
1 引言
民航业的高速发展给各大航空公司带来了巨大的利润，也使得不少城市的经济得以飞速发展。由于航空交通量显著增加，原有的民航服务系统已经不能满足日益增长的交通量需求。机场的新建扩建、空中交通管制设施的改善都是从硬件环境上来改善现有的交通状况；但是目前更加缺乏的是如何更加有效地利用现有的硬件设备，发挥其更大的功用，这显得更加紧迫。航空活动的节点是机场，让机场高效率的运转又是关键所在。
2 机场跑道容量及其限制因素
机场跑道容量是指在一定的系统结构，管制规则和安全等级下，考虑可变因素的影响，跑道单位时间内能提供多少架次的飞机起降服务，可以用跑道对所有航空器服务时间的加权平均值来表示。影响跑道容量的因素有很多，其中主要因素有：导航、监视设备、辅助着陆系统；终端区空域结构、进离场程序；跑道配置；跑道运行方式；气象条件；飞行规则；使用跑道的机队组成；起飞流和到达流的比例；不同类型飞机的进近速度；最后进近路线长度；空管规则规定的飞机间的最小间隔；违反空管规则规定的最小间距的概率等等。[3]本文研究的跑道容量是雷达管制间隔下的跑道最大容量，考虑了飞机的位置误差和通信延迟。
从管制员的角度来分析这个问题，其含義在于，假定管制员对航空器进行管制时，为了保证航空器之间的间隔不小于管制规则（如最小水平间隔），会人为地增加一个时间裕度（或空间裕度）。
3 离场容量模型的建立
图1为离场航空器之间时间间隔的分布函数。用X（t）来表示离场航空器距开始起飞滑跑点的距离，则
X（t）=1/2×VQ/TQ×t2 （0
上式表示航空器在TQ时间内，速度从0开始匀加速一直到速度等于离场速度VQ，然后以恒定的离场速度VQ离场。同样设前机开始起飞滑跑后，经过时间u后机接到起飞指令（后机起飞滑跑的实际时间为u+a+w，w为后机滑入跑道所用时间）。从管制员的角度来分析两航空器的时间间隔u。本文考虑后機速度大于或小于前机速度的两种情况。在后机速度大于前机速度的情况下，限制条件在航空器飞越出航转弯点时产生。此时，前机的位置为QD，即出航转弯点。后机的位置不大于QD-SD，SD为最小间隔。经过计算后，得到u要满足下面的限制条件
u≥QD/VQL+1/2（TQL-TQF）-（QD-SD）/VQF-a-w+H-1（qv）/VQF*√va （3）
va=[QD/VQL+1/2（TQL-TQF）-u-a-w]2*（eVQF2+eWF2）+VQF2/VQL2×QD2×（eVQL2+eWL2）/VQL2+VQF2/4×eTQL2+1/4×VQF2×eTQF2+VQF2×ea2 （4）
可以通过不断迭代的方法获得精确的u值。在后机速度小于前机速度的情况下，最小间隔为后机起飞时，除非QD很短使得后机起飞时，前机已经飞越了出航转弯点。考虑最小间隔，得到u满足下面的不等式
uA≥TQL/2+[1/2×VQF/VQL-1]TQF-a-w+SD/VQL+H-1（qv）√va1
va1=[u+a+w+TQF-TQL/2]2×（eQL2+eWL2）/VQL2+（1-VQF/2VQL）2*eTQF2+1/4[eTQL2+TQF2×（eVQF2+eWF2）/VQL2]+ea2 （6）
如果后机起飞时，前机已飞越出航转弯点，此时
uB≥QD/VQL+1/2TQL-TQF-a-w+H-1（qv）*√（eTQF2+QD2/VQL2×（eVQL2+eWL2）/VQL2+1/4eTQL2+ea2） （7）
同样，还要考虑跑道占用时间限制
ua≥TQL-w+H-1（qt）×√（eTQL2+ea2） （8）
所以，当后机小于前机速度时
u=max[min（uA，uB），ua] （9）
4 结论
增大机场地面容量的方法有很多种，比如扩建机场，加大管理力度等。但是跑道作为机场中最容易形成瓶颈的子系统往往决定了整个机场的容量水平，因此跑道容量是决定机场地面容量最为重要的因素。研究提高离场航空器容量的方法，从而可以提高机场跑道容量。跑道容量是一种相对经济的增加机场地面容量的方式。但此方法需要较为扎实的基础理论知识（如空中交通管理，飞行性能，通信导航）和运动学知识，计算能力。
本文还有一些不足之处，比如：
（1）本文对于天气情况的考虑较少，在实际情况中，可能会出现天气情况突变，以及飞机尾流的影响。如果飞机遇到紧急事故，该方法的误差将会增大，甚至失效。
（2）当空中流量处于高峰时期时，人为因素往往会成为影响流量的主要因素。本文未考虑管制员这一方面的问题。
综上所述，该方法趋于理想化，其计算结果和实际情况有些许偏差，可作为参考。
参考文献
[1] 何昕，韩云祥，赖志坚.机场跑道容量评估模型研究[J]，航空计算技术，2010，40（1）：42-45.
[2] 康瑞，杨凯.民航支线机场跑道容量评估模型设计与仿真[J]，计算机仿真，2016，33（3）：32-36.