□ 民航江蘇空管分局 冷 杰/文

作為江蘇省重要核心機場，南京祿口機場在國內(nèi)甚至國外同行業(yè)競爭中的壓力越來越大。祿口機場容量去年雖進(jìn)一步提升，但是航班正常率不高，繼續(xù)提升祿口機場容量和提升祿口機場運行品質(zhì)已經(jīng)成為江蘇省民航亟需解決的關(guān)鍵問題。本文從南京地區(qū)空域運行出發(fā)，定量分析了祿口機場終端空域、南京進(jìn)近管制區(qū)運行特征，總結(jié)出祿口機場運行存在的瓶頸；研究了祿口機場空域的靜態(tài)結(jié)構(gòu)、運行規(guī)則、管制程序等，復(fù)現(xiàn)了南京地區(qū)空域運行環(huán)境特征，為各優(yōu)化方案評估等后續(xù)研究提供參考。

現(xiàn)狀分析及仿真

主要對南京地區(qū)現(xiàn)行空域場景進(jìn)行了分析，包含當(dāng)前實際運行中的進(jìn)離港航線，扇區(qū)劃設(shè)方案，飛越航班走向，跑道運行模式，管制規(guī)則與協(xié)議等，得出當(dāng)前空域及扇區(qū)的運行容量。

（一）現(xiàn)行空域分析

1.南京祿口機場空域概況

南京祿口國際機場位于南京市東南部，是江蘇省和南京市的門戶，是長三角地區(qū)重要的大型樞紐機場，是國家主要干線機場、一類航空口岸，華東地區(qū)的主要貨運機場。南京進(jìn)近管制區(qū)位于華東地區(qū)西部，是我國東部沿海航空運輸熱線的樞紐區(qū)域，是聯(lián)接我國西部地區(qū)至東南沿海、華南和港澳臺地區(qū)的主要航空通道。

南京祿口國際機場空中交通服務(wù)空域范圍主要包括塔臺管制區(qū)范圍和進(jìn)近管制區(qū)范圍兩部分，其中南京進(jìn)近管制區(qū)南北長約420公里，東西寬約260公里，東瀕黃海，北接山東，西連安徽，東南與上海、浙江接壤，業(yè)務(wù)范圍約9萬平方公里、高度6000米（含）以下，是全國面積最大的進(jìn)近管制區(qū)。

2.飛行保障量情況

2017年，南京祿口國際機場保障約20.9萬架次，日高峰707架次，日均574架次，南京進(jìn)近管制區(qū)保障約38.9萬架次，位居全國第六，日高峰1205架次，日均1067架次；截止2018年9月，南京祿口國際機場保障約16.5萬架次，日高峰719架次，日均607架次，南京進(jìn)近管制區(qū)保障約32.7萬架次，日高峰1417架次，日均1212架次。

南京祿口機場航班進(jìn)出口主要有四個方向，其中西向（往西北、西南、華南）的流量約占62%，北向（往華北、東北）的流量約占23%，南向（往東南沿海、港澳臺）的流量約占12%，東向（往東出境）的流量約占3%。

3.跑道運行模式

常態(tài)下采用隔離運行模式，向東運行以06號跑道起飛、07號跑道落地；向西運行以24號跑道起飛、25號跑道落地。

4.南京進(jìn)近扇區(qū)劃分情況

南京進(jìn)近管制區(qū)現(xiàn)劃分為4個管制扇區(qū)，主要負(fù)責(zé)包括南京祿口機場、淮安漣水機場所有起降航班，以及蘇南碩放機場、常州奔牛機場、揚州泰州機場、南通興東機場、鹽城南洋機場、徐州觀音機場、連云港白塔埠機場、臨沂沭埠嶺機場和日照山字河機場起降且飛越南京進(jìn)近管制區(qū)的航班，如圖1所示。

通過計算機構(gòu)建南京空域基準(zhǔn)仿真模型，仿真示意如圖2、圖3所示。

基于南京機場終端區(qū)運行現(xiàn)狀，構(gòu)建精細(xì)化計算機仿真模型，經(jīng)初步仿真分析，得出南京終端區(qū)總體空域容量等結(jié)果如表1所示。

表1：南京終端基準(zhǔn)仿真結(jié)果（單位：分鐘）

（二）扇區(qū)評估分析

通過結(jié)合祿口本場進(jìn)離場航班與主要飛越南京進(jìn)近的航班，包括南通、無錫、常州、揚州等機場起降航班，對南京進(jìn)近主要管制扇區(qū)進(jìn)行仿真模擬，得出基準(zhǔn)場景下的扇區(qū)容量，以及沖突次數(shù)，管制員負(fù)荷指數(shù)等指標(biāo)。如表2到表4所示。

表2：南京機場管制扇區(qū)小時容量

表3：南京扇區(qū)沖突次數(shù)匯總統(tǒng)計

表4：南京扇區(qū)負(fù)荷指數(shù)

（三）日常流控分析

經(jīng)統(tǒng)計，南京機場的放行限制主要集中于南京機場往西(往西北、西南、華南)、往北（往華北、東北）和往南（往東南沿海、港澳臺）三個方向，其中南京機場往西的放行限制最多，往FYG、IKUBA和P179方向普遍在10分鐘/架或100公里/架以上。2017年南京進(jìn)近流控匯總見表5所示。

從表5看出，天氣和軍事活動的影響是南京進(jìn)近對外發(fā)布流控的主要原因。

2018年8、9、10月份南京祿口機場各方向放行數(shù)據(jù)見表6所示。

縱觀祿口機場2018年8、9、10三個月的航班放行情況，祿口機場各方向的航班放行正常率范圍在72～85%之間，其中南昌方向相對最高，平均達(dá)到84.96%；鄭州方向最低，平均約72.92%。濟(jì)南方向、上海方向航班量小，但航班放行正常率僅超過80%。

發(fā)布單位 受流控方向 流控主要原因 總計軍事活動 天氣影響 其他合肥方向 120 137 83 340半塔方向 114 118 47 279杭州方向 103 88 22 213總計 337 343 152 632南京進(jìn)近

表6：南京祿口機場2018年8、9、10月各方向放行數(shù)據(jù)

經(jīng)統(tǒng)計，8月主要受天氣影響，總體放行正常率相對較低，9月、10月天氣影響相對較弱，但軍事活動增多，總體放行正常率略有提升。當(dāng)天氣比較惡劣時，濟(jì)南、杭州和上海方向放行正常率受到影響相對較大；當(dāng)軍事活動影響較大時，鄭州、武漢、青島方向放行正常率受到影響相對較大；南昌方向總體比較平均，天氣的影響對該方向相對大些。

杭州、鄭州、青島方向放行正常率偏低，均在80%以下，都與軍事活動、天氣影響以及航路航線結(jié)構(gòu)等原因分不開。

長三角空域精細(xì)化管理的實施，使得結(jié)構(gòu)性臨時空域資源的供給有所增加，臨時緩解了關(guān)鍵運行節(jié)點的矛盾，加上天氣適航，民航內(nèi)部各單位協(xié)同配合順暢和對運行總量開始進(jìn)行把控，促進(jìn)了長三角地區(qū)主要機場航班正常性的提升，取得了一定的成效。但這種臨時性的資源供給還具備不穩(wěn)定性，空域釋放力度未得到明顯改善，用于航路結(jié)構(gòu)性優(yōu)化的航路航線里程（包含臨時航線）等空域資源的年均增幅大幅落后于航班架次的年均增幅，不能從根本上滿足未來的發(fā)展需求。

南京機場空域運行面臨的問題

（一）流量控制方面問題

當(dāng)鄭州、武漢或南昌等方向（離港航空器從駱崗端口分流至上述方向）對華東離港航班有流量限制時，祿口機場放行正常率受影響較大。究其原因，駱崗端口不僅僅是南京祿口機場離場的主要端口，也是華東地區(qū)蘇中、上海兩場、杭州往我國西北華中地區(qū)的重要航路點，上海兩場、杭州等機場往這些方向的航班由于距離駱崗端口較遠(yuǎn)，所以在駱崗端口離港排序中，航班先于南京機場起飛，不僅能優(yōu)先上高度，甚至決定了南京機場與中小機場相關(guān)航班的可用高度資源，導(dǎo)致祿口機場與南通、常州、無錫、揚州、淮安等機場往這些方向上可用高度資源有限，只能拉平飛間隔，導(dǎo)致祿口機場延誤加大。

（二）航路航線方面問題

1.進(jìn)離場航路、航線未完全分離，影響空域安全系數(shù)和容量的提升航路航線網(wǎng)絡(luò)相對進(jìn)出和交叉匯聚以及進(jìn)離場航線未能及時有效分離導(dǎo)致安全風(fēng)險較高；通過性交通和源發(fā)性交通沒有分離，進(jìn)出港航班流與飛越航班流向不一致，上升下降運行頻繁，相對飛行沖突點過多，結(jié)構(gòu)性風(fēng)險系數(shù)較高。整體上而言，現(xiàn)有空域安全風(fēng)險仍較高，容量受限問題比較明顯。

來自南通、無錫、常州、揚泰等機場的飛越航班日益增長，加上軍航活動空域的廣泛分布對區(qū)內(nèi)幾條骨干航路容量產(chǎn)生一定影響，R343、A593均是南京進(jìn)近范圍內(nèi)的主要骨干航路，不僅雙向運行而且每天都承擔(dān)著全國排名靠前的航班流量，而南京進(jìn)近管制區(qū)的高度層是比較有限，因此飛越航班帶來沖突激增，給管制員帶來的工作負(fù)荷成倍增長。

2.航路航線數(shù)量增量不足

南京終端管制航路航線里程的增幅遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于保障航班架次量的增幅，軍方活動時，部分臨時航線關(guān)閉，造成南京機場進(jìn)出港航班調(diào)配難度增加，離場航班延誤增加，需要新辟臨時航線來緩解此類問題。

（三）扇區(qū)與跑道運行模式問題

1.扇區(qū)劃設(shè)還存在提升優(yōu)化空間

因南京進(jìn)近空域面積位居全國第一，存在“小馬拉大車”的現(xiàn)象，為提升空管保障能力和運行效率，適應(yīng)發(fā)展需求，保障空管安全，有必要優(yōu)化及增設(shè)管制扇區(qū)并相應(yīng)調(diào)整進(jìn)近管制區(qū)范圍。

2.南京機場雙跑道運行效能發(fā)揮受限制

祿口機場目前實行隔離運行，由于空域受限等問題，尚未發(fā)揮雙跑道獨立離場，相關(guān)進(jìn)近等混合進(jìn)離場模式的優(yōu)勢。由于馬鞍、土山、蕪湖等機場訓(xùn)練空域的存在，使得祿口機場跑道兩端與兩側(cè)空域有限，無足夠的雷達(dá)引導(dǎo)空間，限制了祿口機場雙跑道效能的提升。

3.空管保障能力與水平需持續(xù)提升

近五年來，南京進(jìn)近管制區(qū)年保障架次平均增長率超過7%，除了上述來自南京區(qū)域內(nèi)外部空域制約等影響外，空管在新技術(shù)使用、管制運行標(biāo)準(zhǔn)上存在滯后于飛行流量增長的趨勢。

南京機場空域優(yōu)化方案分析

（一）航路航線優(yōu)化方案

1.R343航路上飛越航班分離

如圖4，建議新辟ESBAG-PIMUS-MLJ-VEMEX航線，連接W163航線，形成R343副線，如圖中黃線，供無錫、揚州、常州、南通機場起飛往HFE含以遠(yuǎn)方向航班使用，新辟OREVO-OLRIS航線，連接W164-W51航線，如圖中紅線，供HFE含以遠(yuǎn)方向至南通、無錫、常州、揚州落地航班使用。這樣不僅實現(xiàn)該方向上飛越航班進(jìn)出分離單向循環(huán)更是有效的增大了兩條航線間的側(cè)向間隔，也不再受限于目前的V14、V64臨時航線的使用限制。

經(jīng)仿真初步顯示，涉及扇區(qū)沖突次數(shù)，管制員負(fù)荷與通行能力變化情況如表7、圖5和圖6所示。

由表7、圖5和圖6可知：

（1）增設(shè)R343副線后，降低南京進(jìn)近02（或03）管制扇區(qū)工作負(fù)荷，無錫、常州、揚州、南通機場起降往返合肥方向航班可以更加順暢的上升（下降）高度，南京往合肥方向離場航班上升高度也相對順暢，管制指令明顯減少。

（2）南京進(jìn)近02、03管制扇區(qū)內(nèi)飛行矛盾沖突減少，無錫、常州、揚州、南通機場起降往返合肥方向的航班之間的相對沖突明顯減少，南京往合肥方向離場航班與合肥方向至無錫、常州、揚州、南通進(jìn)港航班之間的側(cè)向間隔進(jìn)一步增大。

（3）常州、揚州、南通、無錫機場起飛往HFE方向航班與上海兩場、杭州機場等往HFE方向航班建立了側(cè)向間隔，在縱向間隔不夠時，仍然有側(cè)向間隔保證，相比之前可以更順暢的將飛越航班移交給上海區(qū)管，同時給南京離場航班騰出空間。

2.OF方向進(jìn)離場航線分離

南京機場終端區(qū)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上實行OF（半塔）方向進(jìn)離場分離，如圖7和圖8所示。

經(jīng)計算機初步仿真顯示，OF方向?qū)嵭羞M(jìn)出分離后，相關(guān)扇區(qū)的管制負(fù)荷、飛行沖突、通行能力都能得到一定程度的提升，其運行效率變化情況如表8所示。

表7：增設(shè)R343副線前后運行效率變化情況

由表8可知，當(dāng)OF方向?qū)嵭羞M(jìn)離場分離后，所涉及的南京02扇區(qū)與04扇區(qū)潛在沖突次數(shù)有效減少，同時管制員負(fù)荷指數(shù)也在減少，通行能力增強。綜合來看，OF方向進(jìn)離場分離后，能有效提升南京管制扇區(qū)運行效率，增加扇區(qū)通行能力。

3.增設(shè)臨時航線與等待空域

為了進(jìn)一步提高空域利用率，提升管制運行效率，建議增設(shè)臨時航線和等待空域，如圖9、圖10和圖11所示。

連云港軍航活動時，建議增設(shè)IDKOT-RUPUD、OFATVAD-IDKOT臨時航線。沿H28航線至南京落地的航班，經(jīng)IDKOT-RUPUD加入A470航線向OF歸航。此舉可增加相對飛行的側(cè)向間隔，保證南京出港航班的連續(xù)上升，提高放行效率?？梢詼p小南京機場起飛的流量控制。

表8：OF方向分離前后運行效率變化情況

空域放開情況下，建議增設(shè)LYG-RUPUD, OF-ATVAD-A（N350318E11921）兩條臨時航線。沿H28航線至南京合肥落地的航班，經(jīng)LYG-RUPUD加入A470航線向OF歸航。此舉可以實現(xiàn)進(jìn)出港分離，利用足夠的水平間隔進(jìn)行上升下降，既滿足軍方活動的高度要求，同時減少短距離相對穿越帶來的風(fēng)險。

增設(shè)VEMEX和AKSIG等待空域，方案如圖10、11。

VEMEX等待空域使用高度2100～6000米。主要供南京機場合肥方向進(jìn)離場航班使用盤旋等待，增加管制航班調(diào)配空間，減少飛行矛盾，提高運行保障能力，提升管制運行效率，確?？罩薪煌ò踩?。

AKSIG等待空域使用高度3900～6000米，主要供南京機場OF方向進(jìn)離場航班盤旋等待，增加管制調(diào)配空間，減少飛行矛盾，提高運行保障能力，提升管制運行效率，確?？罩薪煌ò踩?。

4.調(diào)整部分班機航線走向

目前合肥往青島方向（青島，大連，沈陽等航班）進(jìn)出港航班都是經(jīng)MADUK走W73加入W95后加入H28航路，與南京機場飛往合肥方向航班由于航線距離短，共用高度層，造成飛行沖突增多。如圖12和圖13所示。其中，合肥出港走向：LEGIV-MADUK-NOBEM-OF-LAGAL -P74；合肥進(jìn)港走向：P74-LAGAL-OF-NOBEM-MADUK -LEGIV。

調(diào)整后，合肥出港走向為HFE-H2-濟(jì)南區(qū)域（北京區(qū)域）；合肥進(jìn)港走向為P74-連云港導(dǎo)航臺-RUPUD-OF-NOBEMMADUK -LEGIV。此舉能有效降低祿口機場終端區(qū)內(nèi)飛行沖突風(fēng)險，同時減少管制員負(fù)荷。

（二）運行模式優(yōu)化

1.劃分進(jìn)離場扇

隨著祿口機場航班量的快速增長，很有必要將目前南京進(jìn)近01號管制扇區(qū)劃分進(jìn)離場扇區(qū)，進(jìn)場01扇區(qū)（ARR）、離場05扇區(qū)（DEP）。但是受限于目前的進(jìn)離場航線結(jié)構(gòu)和空域資源，還無法一步到位的劃分進(jìn)離場扇區(qū)。劃分的進(jìn)場扇區(qū)還分管部分離場航班，同樣離場扇區(qū)還分管部分進(jìn)場航班。

以向東運行時為例，01扇區(qū)主要負(fù)責(zé)祿口機場進(jìn)港航班的指揮工作，05扇區(qū)主要負(fù)責(zé)祿口機場離港航班以及東向、南向進(jìn)港航班的部分航段指揮工作。如圖14和圖15所示。

通過計算機初步仿真表明，01扇區(qū)分扇后，新劃設(shè)進(jìn)場扇區(qū)與離場扇區(qū)容量如表9所示。

采取另一種按高度層劃分01扇區(qū)的方法，0～1800m為一個扇區(qū)，1800～3600m為一個扇區(qū)，通過計算機初步仿真表明，01扇區(qū)分扇后，新劃設(shè)進(jìn)場扇區(qū)與離場扇區(qū)容量如表10所示。

由表10可知，當(dāng)01扇區(qū)劃分進(jìn)場與離場扇區(qū)后由兩個管制員分別主要管理進(jìn)場與離場航班，使得原有01扇區(qū)容量得到較大幅度提升，能夠為南京機場容量創(chuàng)造前提。在扇區(qū)劃分與管制工作機制上還需要進(jìn)一步細(xì)化。

表9：01扇區(qū)劃分前后容量變化情況

表10：01扇區(qū)劃分前后容量變化情況

2.扇區(qū)劃設(shè)優(yōu)化

隨著祿口本場及周邊南通、無錫、常州、揚州、合肥等航班量迅速增長，南京02、03和04扇區(qū)壓力進(jìn)一步增大，擬調(diào)整AP02、AP03和AP04的范圍，并在其基礎(chǔ)上增設(shè)AP06。AP06扇區(qū)主要負(fù)責(zé)南京機場OF方向航班進(jìn)離港以及合肥、鹽城、淮安、徐州、連云港、無錫、南通、常州、揚州等機場的進(jìn)離港航班。如圖16所示。

3.縮小管制運行間隔

縮小南京終端管制扇區(qū)內(nèi)運行間隔，包括航空器五邊落地間隔、扇區(qū)內(nèi)縱向管制間隔等。

將航空器五邊落地間隔從10公里逐步縮小至6公里，分析對整個終端區(qū)運行容量方面的影響，其中機場高峰服務(wù)架次、平均延誤、扇區(qū)內(nèi)沖突次數(shù)等指標(biāo)如表11所示。

由表11可知，當(dāng)管制間隔不斷縮小時，保持南京機場終端區(qū)平均延誤基本不變的前提下，機場高峰服務(wù)架次能夠得到有效提升，但同時扇區(qū)內(nèi)潛在航班沖突次數(shù)也在增加，風(fēng)險加大。

表11：不同五邊間隔下南京終端區(qū)運行效率指標(biāo)匯總

總結(jié)與展望

本文主要通過對祿口終端空域及南京進(jìn)近空域的分析，從管制本身角度提出了提升空域利用率和提升空域容量的優(yōu)化辦法，但這一切的真正實現(xiàn)與空域管理體制有著密切的關(guān)系；同時，隨著祿口機場容量的提升，長三角空域的航路航線網(wǎng)絡(luò)將進(jìn)一步擁堵，長三角以及外圍空域情況將成為制約祿口機場發(fā)展的新瓶頸。

未來將進(jìn)一步擴大范圍，研究整個長三角地區(qū)的空域情況，優(yōu)化長三角地區(qū)空域運行環(huán)境，提升整個長三角地區(qū)的空域運行效率和運行容量，為長三角民航的良性發(fā)展打好基礎(chǔ)。