摘 要：隨著民航事業(yè)的發(fā)展，空中交通流量大幅度增加，導(dǎo)致航班延誤現(xiàn)象不斷發(fā)生，終端區(qū)空域容量的有效評估是緩解航班延誤現(xiàn)象的重要手段，為了保證終端區(qū)空域容量評估的實效性，結(jié)合航班排隊的特征，在仿真模型的基礎(chǔ)上評估終端區(qū)空域容量，減小評估值與實際值之間的差距。對此，文章重點研究了基于航班排隊仿真的終端區(qū)空域容量評估方法。

關(guān)鍵詞：航班排隊；終端區(qū)；空域容量；評估

前言

航空公司在開展空中交通流量管制工作時，基礎(chǔ)性的工作就是評估終端區(qū)空域容量，目的是了解終端區(qū)所能承載的流量極限，進(jìn)而有針對性的安排航班排隊，預(yù)防航班延誤事件的發(fā)生。在進(jìn)行終端區(qū)空域容量評估時，單扇區(qū)終端區(qū)空域的評估比較簡單，而多扇區(qū)終端區(qū)空域容量的評估工作比較復(fù)雜，單扇區(qū)的評估方法并不適用，因此，需要在仿真模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)的評估，提升空中交通流量管理效果。

1 終端區(qū)航線復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)屬性

1.1 終端區(qū)概述

所謂終端區(qū)空域，是指終端管制區(qū)所涉及的空域。終端區(qū)空域系統(tǒng)是空管系統(tǒng)中的組成部分，情況復(fù)雜性非常高，在此系統(tǒng)中，無論是任何一條航路上飛行的航班，均需要脫離航路，并融入到進(jìn)場航線中，最后，經(jīng)過不同的進(jìn)近路線，降落在對應(yīng)的跑道上。在同一個扇區(qū)終端區(qū)空域內(nèi)，各個航班之間的間隔要符合要求，同時，避免出現(xiàn)航班延誤現(xiàn)象。在終端區(qū)空域中，包含等待區(qū)、進(jìn)出走廊口、進(jìn)場航線、復(fù)飛航線等部分。

1.2 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)介紹

網(wǎng)絡(luò)是一個系統(tǒng)，其中包含了數(shù)量眾多的個體，且個體之間在系統(tǒng)內(nèi)部相互作用，將個體及個體之間的相互作用進(jìn)行抽象化處理，便會形成圖。近年來，在地面交通網(wǎng)絡(luò)以及航空網(wǎng)絡(luò)中，開始廣泛的應(yīng)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，并且進(jìn)行了比較多的研究，但只局限于宏觀航線網(wǎng)絡(luò)中，局部地區(qū)的康路網(wǎng)絡(luò)研究非常少。

1.3 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)屬性

復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)主要有三個方面的屬性：第一，度分布，這是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計特性，也被稱之為連通度，在不同的網(wǎng)絡(luò)中，度的含義也有所區(qū)別，在社會網(wǎng)絡(luò)中，個體的影響和重要程度即可采用度表示，度越大時，說明個體的作用越大[1]；第二，平均路徑長度，這是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的度量特性，網(wǎng)絡(luò)中包含眾多節(jié)點，節(jié)點對之間的平均最短距離就是平均路徑長度；第三，介數(shù)，包含兩種，一種為頂點介數(shù)，一種為邊介數(shù)，為全局變量，節(jié)點或邊的作用及影響力用介數(shù)來表示。在終端區(qū)航線網(wǎng)絡(luò)中，航空導(dǎo)航的主要方式為陸基無線電導(dǎo)航，導(dǎo)航臺具有比較高的入度和出度，航線匯聚于導(dǎo)航臺，減少節(jié)點連接數(shù)量，從而說明，航線網(wǎng)絡(luò)具有無標(biāo)度的特性。

2 終端區(qū)空域容量評估的策略及方法

2.1 評估策略

在終端區(qū)系統(tǒng)中，包含兩個部分，一個是所轄機(jī)場機(jī)動區(qū)，包含跑道系統(tǒng)及滑行道系統(tǒng)，一個是終端區(qū)空域，進(jìn)場和離場的飛機(jī)就是流量主體。進(jìn)場的飛機(jī)來源于其他空域，進(jìn)入終端區(qū)空域入口后，沿著進(jìn)場航線飛行并降落；離場飛機(jī)自機(jī)場機(jī)動區(qū)進(jìn)入，沿著離場航線飛行，達(dá)到終端區(qū)空域出口后離開。終端區(qū)空域的容量比較小，交通擁堵的發(fā)生率比較高，空中交通管制中，采用尾隨間隔管理策略，讓飛機(jī)排隊進(jìn)入終端區(qū)空域。基于此，在航班排隊的基礎(chǔ)上，建立仿真模型，評估終端區(qū)空域容量[2]。進(jìn)場飛機(jī)以及離場飛機(jī)達(dá)到終端區(qū)系統(tǒng)邊界之后，飛機(jī)均需要依照排隊規(guī)則依次進(jìn)入，進(jìn)入后，飛機(jī)依據(jù)自身的路徑飛行。終端區(qū)排隊仿真模型建立完成之后，即可展開評估工作。

2.2 評估步驟及方法

首先，在跑道構(gòu)型和空域結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建終端區(qū)系統(tǒng)仿真模型，評估終端區(qū)空域容量時，與滑行道系統(tǒng)之間并無直接關(guān)系，因此，在終端區(qū)系統(tǒng)仿真模型中，共包含兩個部份，一部分為跑道系統(tǒng)，另一部分為終端區(qū)空域。其次，將航班計劃導(dǎo)入到模型中，對飛機(jī)達(dá)到終端區(qū)系統(tǒng)進(jìn)行仿真序列編排，我國民航在運(yùn)行的過程中，航班計劃以周為周期，因此，在相同的運(yùn)行模式下，只需將一周的航班執(zhí)行輸入導(dǎo)入到模型即可，隨后，仿真每日的運(yùn)行情況，通過每日航班計劃起降時間，可以大致的了解各個航班飛機(jī)達(dá)到的先后順序，航班流向不同時，運(yùn)行安全及運(yùn)行效率受到的影響也不相同，在此作用下，管制員接收的優(yōu)先等級就會有所不同，在充分考慮這些因素的基礎(chǔ)上，完成每日飛機(jī)達(dá)到終端區(qū)系統(tǒng)的方針序列編排[3]。最后，利用計算機(jī)對模型進(jìn)行仿真，仿真按照一定的流程來進(jìn)行，仿真結(jié)果出來之后，將運(yùn)行效能指標(biāo)計算出來，最終獲得評估結(jié)果。為了保證評估結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要進(jìn)行多次仿真，進(jìn)而以具備普適性的流量高位穩(wěn)態(tài)水平作為仿真結(jié)果。

2.3 實例分析

為了驗證仿真模型評估效果的準(zhǔn)確性，以國內(nèi)某機(jī)場中終端區(qū)空域為例，進(jìn)行實例驗證。某機(jī)場終端區(qū)空域每日承載的進(jìn)離場飛機(jī)數(shù)量達(dá)到500架次，空中交通非常繁忙，并且航空運(yùn)輸需求保持在增長的趨勢中。首先先進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，接著采集和處理相關(guān)數(shù)據(jù)，選取某機(jī)場2015年3月一周的航班數(shù)據(jù)，編排仿真序列，完成后，將仿真序列輸入到仿真模型中，共進(jìn)行仿真5次，通過對仿真結(jié)果的觀察分析可知，其與實際運(yùn)行數(shù)據(jù)相符合，說明，仿真模型具有比較高的實用價值。

3 結(jié)束語

評估終端區(qū)空域容量時，以航班排隊特性為基礎(chǔ)，建立航班仿真模型，以便于科學(xué)的評估多扇區(qū)終端區(qū)空域容量。經(jīng)過某機(jī)場的實例驗證可知，仿真模型的仿真結(jié)果與實際結(jié)果相符合，由此可見，仿真模型終端區(qū)空域容量評估具備比較高的準(zhǔn)確性，可以有效地評估終端區(qū)空域容量，進(jìn)而降低航班延誤發(fā)生率，提升航班的運(yùn)行效率。

參考文獻(xiàn)

[1]溫媛媛，戴福青.基于TAAM機(jī)場終端區(qū)容量評估方法研究[J].中國民航飛行學(xué)院學(xué)報，2013，6：9-14.

[2]張明，韓松臣.基于空域靈活使用的終端空域規(guī)劃設(shè)計方法[J].交通信息與安全，2013，5：5-9.

[3]張進(jìn)英，江慧娟，任利民.機(jī)場跑道容量評估方法研究綜述[J].中國工程咨詢，2011，2：27-29.