摘 要：針對高原山區(qū)機場地形復雜，溝壑縱橫，氣象條件復雜多變，文章提出了一種基于詳細氣象統(tǒng)計數(shù)據(jù)的跑道利用率計算方法。相對于傳統(tǒng)的跑道利用率僅依據(jù)風向、風速計算風力負荷的計算方式，文章中的計算方法引入了主導能見度統(tǒng)計數(shù)據(jù)，并結(jié)合機場的飛行程序運行標準，對跑道的利用率進行綜合計算。從而在高原山區(qū)機場選址時，為跑道利用率的評估提供更為精確的方法。文章以M高原山區(qū)機場為例，用文章中提出的計算方法對機場跑道的利用率進行綜合評估，并進行應用前景分析。

關鍵詞：高原山區(qū)；氣象條件復雜；跑道利用率；多要素綜合分析

引言

在對跑道利用率的傳統(tǒng)計算方法中，主要依據(jù)《國際民用航空公約 附件14：機場》（以下簡稱《附件14》）中的規(guī)定，利用機場統(tǒng)計的風向風速資料，計算跑道的風力負荷，從而決定跑道的方位，得到跑道的利用率。《附件十四》中規(guī)定，跑道的利用率應高于95%。

對于平原機場而言，地形條件好，跑道利用率主要由風向風速決定。即使能見度條件不夠理想，也不會造成龐大的凈空處理土石方量和由此帶來的巨大投資。而對于高原山區(qū)機場，在滿足跑道風力負荷的條件下，不僅有可能由于能見度等氣象條件影響，造成跑道使用率降低，還會在機場飛行程序設計時，因無法得到精確的利用率計算參數(shù)，造成盲目降低運行標準，處理超凈空山體，造成巨大的投資浪費。

文章中以M高原山區(qū)機場一年的氣象月總簿統(tǒng)計數(shù)據(jù)為基礎，對跑道利用率的綜合計算進行演示和分析。該機場跑道的方向為30°-210°。

1 傳統(tǒng)跑道利用率

依據(jù)《附件十四》中的規(guī)定，風力負荷是保證跑道使用率的主要因素。風力負荷和各種機型所容許承受的90°側(cè)風風速分量值有關。按不同飛行場地長度，規(guī)定90°側(cè)風分量的容許風速為19～37公里/小時。跑道方位應能滿足飛機場所在地的所有方向風的風速，所產(chǎn)生與跑道方向垂直的側(cè)風分量，大于容許90°側(cè)風風速的百分率等于或小于5%，即跑道風力負荷應大于或等于95%。當受綜合因素限制，風力負荷值達不到95%時，如不降低飛機場的使用率，則應建第二條跑道。

M高原機場的跑道方向為30°-210°，文章設定最大容許的側(cè)風風速為6米/秒（21.6公里/小時）。在一年8760次（365天×24小時）的風向風速統(tǒng)計數(shù)據(jù)中，計算[風速×sin（風向-跑道方向）]數(shù)值，并統(tǒng)計其中不大于6米/秒的值的數(shù)量。該數(shù)量再與總的統(tǒng)計次數(shù)計算百分比，記為P（CW<6）。

按《附件14》中規(guī)定的方法，最終計算出跑道利用率P（CW<6）為97.6%，滿足規(guī)范最低95%的要求。

2 一種新的跑道利用率分析方法

文章在風力負荷的基礎上，引入機場主導能見度，結(jié)合機場運行標準，進行跑道利用率綜合計算。

主導能見度是指觀測點四周一半或以上的視野范圍內(nèi)都內(nèi)達到的最大水平能見度距離。本次使用的M高原機場觀測數(shù)據(jù)一年總觀測次數(shù)8760次。

機場運行天氣標準是飛機起飛降落所必須達到的最低能見度（或跑道視線程）要求。

機場運行天氣標準是飛行程序設計時，根據(jù)飛行程序的決斷高和最低下降高，計算得來。大致計算方法為：

（決斷高或最低下降高-參考數(shù)據(jù)高）/下滑角度-進近燈光長度

M高原機場主降為03號跑道，設置I類精密進近，燈光長度900米，能見度標準800米。次降方向為21號跑道，為非精密進近，燈光長度420米，能見度標準4000米。

將P（CW<6）=97.6%的風向風速統(tǒng)計數(shù)據(jù)的對應日、時中，分為主降逆風風向P（300≤W≤120|CW<6）和次降逆風風向P（120

分析統(tǒng)計樣本，計算出主降方向逆風時主導能見度小于800米的概率P（V≤800|300≤W≤120|CW<6）和次降方向逆風時主導能見度小于4000米時的概率P（V≤4000|300≤W≤120|CW<6），兩者相加即得到側(cè)風小于6米/秒的條件下滿足機場運行天氣標準的概率，記為P（Vi|CW<6）。

根據(jù)聯(lián)合概率和條件概率的計算公式P（AB）=P（A）×P（B|A），計算出同時滿足風向風速和主導能見度的聯(lián)合概率P{Vi，CW<6}=P（CW<6）×P（Vi|CW<6）=92.9%。

因此可以看到，在引入機場主導能見度和運行天氣標準的情況下，跑道的利用率從97.6%降低到了92.9%。如果按照《附件十四》中，機場利用率不低于95%的要求，此時跑道利用率受機場能見度影響已低于規(guī)范標準。

將傳統(tǒng)跑道利用率和文章提出的新跑道利用率計算方法，按月份計算跑道利用，進行對比如圖1和圖2所示。

圖1 全年跑道月利用率對比圖

圖2 全年跑道月利用率差值

從圖中可以看出，使用引入能見度新跑道利用率只在六月、七月、八月和十月達到了95%以上。對比兩種方法計算的跑道利用率，除三月、四月、五月兩種跑道利用率基本一致外，其他月份跑道利用率的差值均較大。尤其在11月，傳統(tǒng)跑道利用率為99.9%，而新跑道利用率為88.1%，差值最大達到11.8%。因此，我們可以判定，機場跑道利用率在全年大多數(shù)時間均受能見度影響。尤其在冬季，影響最為明顯。

3 應用分析

文章提出的跑道利用率計算方法在基于風向、風速的基礎上，引入了主導能見度和運行天氣標準，計算結(jié)果更為準確可靠，具有更廣的應用范圍。

例如，文章中提及的M高原山區(qū)機場，我們可以使用新跑道利用率評估其建設雙向精密進近系統(tǒng)的必要性。M高原山區(qū)機場目前只有03號跑道為I類精密進近，其21號跑道為非精密進近，能見度標準4000米。目前新跑道利用率為92.9%。若21號跑道建成為I類精密進近系統(tǒng)，其能見度標準最低可下降為800米。此時的新跑道利用率為96.8%，提高了3.9%，滿足了規(guī)范95%的最低要求。而傳統(tǒng)跑道利用率在建設前后均為97.6%。又例如，可以分小時計算新跑道利用率，以有效安排航班，提高航班準點率。以M高原機場11月單月，計算每小時新跑道利用率如圖3所示。

從圖3中看出，在凌晨以后跑道利用率開始下降。在早上8點和9點最低，低至83.3%。因此，M高原山區(qū)機場，航班時間安排在9點以后，晚上0點以前，可減小由天氣原因造成的航班延誤率。

4 結(jié)束語

文章提出的跑道利用率計算方法在基于風向、風速的基礎上，引入了主導能見度和機場運行天氣標準，更為符合實際跑道運行情況，計算結(jié)果更為準確可靠，能夠為機場建設以及運行時，提供更為有效的輔助決策。

參考文獻

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[4]張堯庭.多元統(tǒng)計分析引論[M].武漢：武漢大學出版社，2013，11.

作者簡介：宋一鑫（1983-），男，民族：漢族，籍貫：四川省武勝縣人，學歷：碩士學歷，工程師職稱，工作單位：中國民航機場建設集團公司西南分公司，主要研究方向：民航機場規(guī)劃。