北京首都机场跑道容量提升研究
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第 36 卷 第 4 期 文章编号： 1006 － 9348（ 2019） 04 － 0044 － 04
计算机仿真
北京首都机场跑道容量提升研究
2019 年 4 月
王莉莉，刘立烨
（ 中国民航大学空中交通管理学院，天津 300300） 摘要：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。 关键词：跑道容量； 独立进近； 平行跑道； 计算机仿真 中图分类号：V271. 4 文献标识码：B
1 引言
机场容量评估是实施空中交通流量管理的关键技术之 一，容量评估的准确性是交通流量管理的重要依据和基础。 目前，国内 外 学 者 对 跑 道 容 量 模 型 进 行 了 诸 多 分 析 研 究。 1948 年，pearcey 和 bowen 将泊松流模型的理念运用到跑道 容量模型中，分析了最后进近路径上的有序进场流和最小安 全间隔对 跑 道 容 量 的 影 响［1 － 2］。之 后，在 前 人 研 究 的 基 础 上，国 外 学 者 考 虑 了 共 用 进 近 航 道 长 度、前 后 机 速 度、机 型 比、运行策略、航空器最后进近的间隔要求以及天气情况等 因素，提出了更加完善的机场容量 计 算 模 型［3 － 6］。2006 年 Janic 提出了平行跑道极限容量的概念，并建立了相应的容
Ｒesearch on Improving Ｒunways Capacity for BCIA
WANG Li － li，LIU Li － ye
（ College of Air Traffic Management，Civil Aviation University of China，Tianjin 300300，China）
ABSTＲACT： The capacity of Beijing Capital International Airport（ BCIA） has become saturated under the current operating mode． It is of great importance to improve the capacity of BCIA effectively and effectively． At present，dependent parallel instrument approach mode is adopted for BCIA． This paper focuses on the improvement of capacity under both theoretical and simulation modes when there are independent approaches on east and west runways． It focuses on how to set up the simulation process using Simmod simulation software for this purpose． The results show that the theoretical model results are slightly higher than the simulation model results． The capacity of BCIA can increase about 16% under the new operation mode． The results provide some useful help to decision － makers in their input － output analysis． KEYWOＲDS： Ｒunway capacity； Independent approach； Parallel runway； Computer simulation
ห้องสมุดไป่ตู้— 44 —
级，代码为 36Ｒ /18L； 第三条跑道 3800m × 60m、4F 级，代码为 01 /19。其中 18Ｒ /36L 与 18L /36Ｒ 间距 1960 米，18L /36Ｒ 与 19 /01 间距 1525 米。18L /36Ｒ 跑道主要用于起飞，繁忙时段 起降混合运行，18Ｒ /36L 和 19 /01 跑道起降混合运行，如图 1 所示。
基金项目： 国家自然科学基金委员会与中国民用航空局联合资助项 目（ U1633124） ； 民航局科技创新引导项目（ 20150231） 。 收稿日期： 2017 － 12 － 01 修回日期： 2018 － 01 － 12
量评估模型［7］。2008 年，Mundra A D、Cooper Jr W W 等人提 出了在近距平行跑道进近过程中配对进近的概念，并论述了 配对进近方法的优势及可行性［8］，2000 年，胡明华、刘松采 用概率论和数理统计分析方法对跑道容量进行建模分析［9］。 之后，人们从管制员的角度，快速脱离道的个数、位置，导航 运行效率等因素出发，研究了评估机场跑道容量模型［10 － 12］。
由于近年来航空运输服务需求量持续增长，而北京首都 机场的保障能力已经进入饱和状态，机场承载的运行压力急 剧增大。本文选取北京首都国际机场作为研究对象，通过模 型计算和软件仿真，给出新运行方式下的容量评估，从而给 相关决策人员做投入产出分析时提供帮助。
2 机场运行现状
首都机场是世界上最繁忙的枢纽机场之一，机场飞行区 等级 4E，拥有 三 条 平 行 跑 道，分 别 为 第 一 条 跑 道 3200m × 50m、4E 级，代码为 36L /18Ｒ； 第二条跑道 3800m × 60m、4E
计算机仿真
北京首都机场跑道容量提升研究
2019 年 4 月
王莉莉，刘立烨
（ 中国民航大学空中交通管理学院，天津 300300） 摘要：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。 关键词：跑道容量； 独立进近； 平行跑道； 计算机仿真 中图分类号：V271. 4 文献标识码：B
1 引言
机场容量评估是实施空中交通流量管理的关键技术之 一，容量评估的准确性是交通流量管理的重要依据和基础。 目前，国内 外 学 者 对 跑 道 容 量 模 型 进 行 了 诸 多 分 析 研 究。 1948 年，pearcey 和 bowen 将泊松流模型的理念运用到跑道 容量模型中，分析了最后进近路径上的有序进场流和最小安 全间隔对 跑 道 容 量 的 影 响［1 － 2］。之 后，在 前 人 研 究 的 基 础 上，国 外 学 者 考 虑 了 共 用 进 近 航 道 长 度、前 后 机 速 度、机 型 比、运行策略、航空器最后进近的间隔要求以及天气情况等 因素，提出了更加完善的机场容量 计 算 模 型［3 － 6］。2006 年 Janic 提出了平行跑道极限容量的概念，并建立了相应的容
Ｒesearch on Improving Ｒunways Capacity for BCIA
WANG Li － li，LIU Li － ye
（ College of Air Traffic Management，Civil Aviation University of China，Tianjin 300300，China）
ABSTＲACT： The capacity of Beijing Capital International Airport（ BCIA） has become saturated under the current operating mode． It is of great importance to improve the capacity of BCIA effectively and effectively． At present，dependent parallel instrument approach mode is adopted for BCIA． This paper focuses on the improvement of capacity under both theoretical and simulation modes when there are independent approaches on east and west runways． It focuses on how to set up the simulation process using Simmod simulation software for this purpose． The results show that the theoretical model results are slightly higher than the simulation model results． The capacity of BCIA can increase about 16% under the new operation mode． The results provide some useful help to decision － makers in their input － output analysis． KEYWOＲDS： Ｒunway capacity； Independent approach； Parallel runway； Computer simulation
ห้องสมุดไป่ตู้— 44 —
级，代码为 36Ｒ /18L； 第三条跑道 3800m × 60m、4F 级，代码为 01 /19。其中 18Ｒ /36L 与 18L /36Ｒ 间距 1960 米，18L /36Ｒ 与 19 /01 间距 1525 米。18L /36Ｒ 跑道主要用于起飞，繁忙时段 起降混合运行，18Ｒ /36L 和 19 /01 跑道起降混合运行，如图 1 所示。
基金项目： 国家自然科学基金委员会与中国民用航空局联合资助项 目（ U1633124） ； 民航局科技创新引导项目（ 20150231） 。 收稿日期： 2017 － 12 － 01 修回日期： 2018 － 01 － 12
量评估模型［7］。2008 年，Mundra A D、Cooper Jr W W 等人提 出了在近距平行跑道进近过程中配对进近的概念，并论述了 配对进近方法的优势及可行性［8］，2000 年，胡明华、刘松采 用概率论和数理统计分析方法对跑道容量进行建模分析［9］。 之后，人们从管制员的角度，快速脱离道的个数、位置，导航 运行效率等因素出发，研究了评估机场跑道容量模型［10 － 12］。
由于近年来航空运输服务需求量持续增长，而北京首都 机场的保障能力已经进入饱和状态，机场承载的运行压力急 剧增大。本文选取北京首都国际机场作为研究对象，通过模 型计算和软件仿真，给出新运行方式下的容量评估，从而给 相关决策人员做投入产出分析时提供帮助。
2 机场运行现状
首都机场是世界上最繁忙的枢纽机场之一，机场飞行区 等级 4E，拥有 三 条 平 行 跑 道，分 别 为 第 一 条 跑 道 3200m × 50m、4E 级，代码为 36L /18Ｒ； 第二条跑道 3800m × 60m、4E