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  • 华北地区及首都机场航班备降工作的调研报告

    李建明 编 辑:孙文瑾 2021-10-27 12:39:00

     

      前言 

      近年来随着民航运输业的迅猛发展,首都机场航班起降从2014年581953架次到2015年5901698架次平均增长1.4%,至2016年首次突破6千万,达到606086架次比上年度增长2.7%;旅客吞吐量自2014年86128270人次到2015年89927703人次增长4.4%至2016年首次突破9千万,达到9439万人次比上年度增长5%,北京首都国际机场已经连续多年旅客吞吐量位列全球第二。但随之而来的安全保障压力也在不断增加,特别是因特殊天气等原因导致的航班备降数量的增加,对航空运输安全造成极大隐患。近年来由于雷雨、低能见度、最低油量情况时有发生,做好华北地区特别是首都机场航班备降保障工作,确保航班飞行安全、高效、顺畅,已成为首都机场安全运行迫在眉睫的重要任务。为进一步提升首都机场运行品质,开展首都机场特殊天气条件下航班备降安全分析,是做好备降安全保障工作的前提条件和必要基础,统筹规划、统一指挥、信息整合、精准预报各种复杂天气等是做好航班备降工作的系统工程 

      为此对华北辖区各机场、航空公司和空管单位航班备降与保障工作情况进行调研,并重点分析、研究特殊天气条件下航班备降的影响,为下一步民航运输发展提出合理化建议,不失为有益的尝试。 

      一、 备降工作基本情况 

      航班备降是指飞机在飞行过程中不能或不宜飞往飞行计划中的目的地机场或目的地机场不适合着陆,而降落在其他机场的行为。备降是飞机在运行过程中规避风险,将安全关口前移,确保飞行安全而采取的一种主动安全措施。《航班备降工作规则》民航发﹝2013﹞6号由机场司发布。 

      从空中交通管理角度而言,航班备降是航班运行全过程中的一个环节(特殊),是航空公司签派部门在申请航班飞行计划时必须填写选择的一项要素,航空公司在航班运行前要与有关机场签订相关保障协议,而空管部门将在实时指挥过程中根据机长的申请,空中运行环境及机场的保障能力,指挥航班飞往备降机场。航班备降的责任主体是航空公司。 

      (一) 航班备降概况 

      2016年度,首都机场计划进港航班备降共计693班,占航班保障数量比例为0.23%。 

      2015年度,首都机场计划进港航班备降共计617班,占航班保障数量比例为0.21%。 

      1、国内航空公司国内航班备降最多,占比82.4%;国内航空公司国际航班次之,占比13.42%;外国航空公司国际航班占比4.18%。 

      2、1小时以内航线航班备降占比0.14%,1-3小时航线航班备降占比60.03%,3小时以上航线航班备降占比39.83%。 

      3、航班备降分布季节,夏秋季高于冬春季,4月47班(占6.78%),5月57班(占8.23%),6月250班(占36.08%),7月168班(占24.24%),8月44班(占6.35%),9月73班(占10.53%)。 

      4、首都机场航班备降日均分布见下表: 

      

    时段 

    数量 

    占比 

    0 

    39 

    5.63% 

    1 

    17 

    2.45% 

    2 

    4 

    0.58% 

    4 

    8 

    1.15% 

    5 

    22 

    3.17% 

    6 

    11 

    1.59% 

    9 

    8 

    1.15% 

    10 

    23 

    3.32% 

    11 

    33 

    4.76% 

    12 

    25 

    3.61% 

    13 

    24 

    3.46% 

    14 

    22 

    3.17% 

    15 

    43 

    6.20% 

    16 

    40 

    5.77% 

    17 

    24 

    3.46% 

    18 

    38 

    5.48% 

    19 

    55 

    7.94% 

    20 

    61 

    8.80% 

    21 

    68 

    9.81% 

    22 

    47 

    6.78% 

    23 

    81 

    11.69% 

    合计 

    693 

    100.00% 

     

      5、首都机场备降场分布: 

      天津129班(占比18.61%),太原69班(占比9.96%),石家庄70班(占比10.1%),呼和浩特71班(10.25%)。 

      (二) 首都机场航班备降保障机制 

      首都机场、华北空管局、国航、南航、东航、海航、北京空港地服(BGS)等单位联合成立了首都机场运行协调管理委员会(运管委),制定了首都机场雷雨、冰雪、大雾等复杂天气处置预案,在首都机场发生复杂天气时,协调各相关单位联合办公,根据天气影响和机场运行实际情况,及时调整、协调、解决运行中出现的问题。 

      首都机场、华北空管局均制定了本单位航班备降工作程序。在处置航班备降工作时,华北空管局和首都机场为飞行机组提供首都机场及周边机场气象信息、周边机场备降资源实际情况、空中流量管理情况等,飞行机组根据航空公司运控中心和华北空管局相关信息和建议,决定是否备降并选择备降场。 

      (三) 首都机场周边备降保障资源概况 

      1. 周边机场硬件资源情况 

      华北区域内,首都机场周边常用可选备降场7个,飞行时间在30分钟至70分钟,其中4E类机场5个、4C类机场2个;无Ⅱ类运行跑道;仅天津机场满足Ⅱ类目视助航条件;最多可保障7个F类停机位、34个E类停机位。详见附件一。 

      2. 航空公司备降协议签署情况。 

      航空公司在首都机场周边一般签署了多个机场航班备降保障协议,在实际运行中,由于航班保障能力原因,多采用呼和浩特、太原等区内省会机场或济南、大连等邻近地区干线机场作为备降场。 

      国航在华北地区以下18个机场有地面代理协议,可以提供备降航班的地面代理服务:太原、石家庄、秦皇岛、锡林浩特、鄂尔多斯、巴彦淖尔、乌兰浩特、乌海、包头、海拉尔、赤峰、通辽、大同、长治、临汾、乌兰察布、运城、满洲里。 

      南航在华北地区以下14个机场有地面代理协议,可以提供备降航班的地面代理服务:太原、石家庄、秦皇岛、锡林浩特、巴彦淖尔、乌兰浩特、乌海、赤峰、通辽、大同、长治、临汾、乌兰察布、运城。 

      东航在华北地区以下机场有地面代理协议,可以提供备降航班的地面代理服务:天津、呼和浩特、太原、石家庄、秦皇岛、锡林浩特、鄂尔多斯、邯郸、乌兰浩特、乌海、包头、海拉尔、赤峰、通辽、大同、长治、运城、满洲里。实际运行中,东航会优先选择基地航站、大机场和部分华东地区基地站进行备降,如:太原、石家庄、天津、呼和浩特、青岛、济南等机场。 

      海航与首都机场周边呼和浩特、太原、石家庄、大连、沈阳、济南、长春等机场签署了国内航班备降保障协议或不正常航班保障协议,与呼和浩特、太原、大连等机场签署了国际航班备降保障协议。 

      3. 复杂天气下,各备降场的可用概率。 

      根据统计资料,首都机场在雷雨、低能见度、降雪等复杂天气条件下,周围天津、石家庄、太原、呼和浩特等机场的备降可用概率有所不同。总体来说,呼和浩特机场备降可用概率最高,石家庄机场、天津机场备降可用概率较低。详见附件二。 

      二、 首都机场航班备降影响因素分析 

      造成首都机场航班备降的影响因素包括天气原因、空管流量控制原因、军事原因、航空器机械原因、乘客原因等,其中天气原因是造成首都机场航班备降尤其是大面积航班备降的主要原因。 

      (一) 天气原因 

      造成首都机场航班备降的复杂天气主要包括雷雨、低能见度、降雪、大风等。2015年至2016年首都机场启动的19次大面积航班延误处置预案中,因雷雨天气启动17次,因冰雪天气启动2次。期间进港航班备降外站483班,其中雷雨天气原因467班,占比96.69%;冰雪天气原因16班,占比3.31%。 

      1.天气的不可抗力因素。 

      雷暴往往伴随着闪电、积冰、强湍流、风切变等危险天气因素,对飞行中的飞机性能造成严重影响;冰雪、低能见度等天气容易造成跑道的不可用而对飞机起降产生影响。这些都是复杂天气的不可抗力对航班运行造成的不可避免的影响,在可以预见的时间内全球民航行业对此仍无能为力。但通过对不同复杂天气特点的分析,针对不同特点复杂天气制定相应应对预案,减小天气的不可抗力对航班运行造成的影响是可行的。 

      不同类型的天气由于发生时间、持续时间、影响区域、演变趋势不同,对航班备降与否的决策、备降机场的选择、备降航班的后续调整等均有不同影响,造成机场航班备降的影响也有很大不同。 

      系统性雷雨、低能见度、降雪、台风等复杂天气一旦形成并产生影响,会造成航路或机场跑道的持续不可用,对航班正常的影响持续性和确定性较强,影响程度也较大。热力性雷雨、大风、风切变等复杂天气,由于产生影响的持续性稍弱,对航班正常的持续性影响较小。 

      2.天气原因的人为因素。在复杂天气的不可抗力之外,气象观测预报信息是否精准、气象信息传递是否及时、航班运行决策者能否有效应用气象信息等人为因素也对航班运行保障造成了额外的影响,这类人为因素是当前降低天气原因对航班正常造成影响的主要切入点。 

      精确及时的气象探测数据和准确有效的预报服务信息是民航气象服务的核心内容。准确有效的气象预报信息是航空公司运控部门开展事前预判、预先调整航班运行、合理运用运力、提高运行效率的重要决策辅助信息,精确及时的观测信息是开展复杂天气事中应对、动态调整航班运行、临场决策航班处置的重要依据。民航气象服务机构提供精准及时有效的气象信息是降低复杂天气对航班运行不利影响的第一道关口,也是科学应对复杂天气、避免无谓航班备降的基础。 

      而气象信息的及时传递、航班运行决策者对气象信息的有效应用对航班备降保障有实质性影响,尤其是航班运行决策者能否充分利用气象信息尽早完成航班动态调整更是提高航班运行效率、降低天气不利影响的关键。 

      (二) 空管原因 

          空管部门作为空中交通的指挥者、管理者及地空通信的重要信息提供者,对于空中交通流量控制、航班飞行间隔、航班飞行指挥等有主导权,为飞行机组提供实时天气信息、地面保障信息、空中交通管理信息等,辅助机组综合判断保障形势、做出备降决策及备降场选择。复杂天气条件下,空管部门对空中流量科学的预判、合理的流量控制、恰当的航班航路、航线(区域管制)、终端区(进近管制)、机场管制(塔台管制)飞行指挥对于航班运行安全、顺畅、有序启到至关重要的作用。 

      (三) 航空公司原因 

      航空公司作为航班运行实施的安全责任主体,是否能够及时获取所需的气象观测预报信息、能否有效合理利用辅助调整决策、能否做到早决断早调整对有效避免航班备降、有效应对复杂天气影响是航班运行安全顺畅的决定因素。 

      1. 航班运行动态监控。航空公司持续开展航班运行的动态监控,及早发现不利于航班运行的各类信息,及时与飞行机组保持沟通,尽早决策、合理选择科学的航班调整方案,才能最大程度提高航班运行效率、有效避免航班无谓的备降。 

      2. 航班备降场的选择。首都机场周围华北地区各大机场基本处于同一天气区域,当首都机场遭遇大范围复杂天气时,天津、石家庄、太原等机场多数会在较短时间内受到影响。如果将赴京航班备降场仅选择天津、石家庄等机场,发生航班备降时会比较被动。 

      3. 航班调整的决策。在预计首都机场将出现复杂天气可能造成大面积航班不正常时,及早决策、合理调整航班可以有效避免航班备降,而迟缓、犹疑的航班调整决策会带来不必要的航班备降,甚至危及航空安全。 

      三、 航班备降工作中存在的问题 

      (一) 航班备降工作机制不完善,航班备降处置协同联动程度不高。首都机场运管委在首都机场受到复杂天气影响时协调各相关部门联合办公、协同决策,在航班保障工作上起到十分重要的积极作用。但作为运管委成员单位的空管部门、航空公司、机场运行部门等面对复杂天气时协同联动程度依然不高,各类资源信息融合共享有待改进,应对方案仍需进一步细化、完善。要更加明确各部门的责任和义务,进一步强化各部门之间的信息共享、协同联动。 

      (二) 应对复杂天气时,可用备降资源信息沟通不畅。首都机场遭遇复杂天气影响时,周边备降场尤其是属地化机场可供备降用机位数、可接收备降航班数等备降航班保障能力信息获取能力差且不能及时传递给航班调整决策者,信息不及时、不准确、不共享、不透明等现象比较明显。。目前,首都机场遭遇复杂天气影响时,飞行机组可通过空管部门获取周围机场可供备降资源信息,但该信息更新频率约为每小时一次,信息准确度及更新频率远远不能满足备降工作需求。 

      航班备降处置工作过程中,由机组最终决定航班是否备降、到何机场备降,但飞行中机组无法及时获取所有可选备降场的天气情况、地面保障能力及空中流量控制信息等各类备降相关信息,而一旦机组选定了备降场后,空管部门将直接依据机组选择将其指挥至所选备降场,“不受其是否宣布油量紧急及机场机位紧张等因素影响”。因此,机组在短时间内根据少量可选备降场信息选定的备降场往往不是最佳备降场,而这一结果必将导致航班备降效率不高、无效备降不可避免等,在航班油量不充足的情况下时有低油量落地的危险事件发生。 

      (三) 备降机场备降保障能力明显不足。首都机场周围各备降机场航班保障条件如跑道运行等级、目视助航等级、停机位数、停机位类别等与首都机场相差悬殊,特别是对于国际航线尤其是北极航线、宽体机的备降保障能力严重不足,海关、边检、检验检疫等通关条件和旅客接待能力不能满足航班备降保障需求。在首都机场发生大面积航班备降时,周围机场根本无法承受数量超过自身保障能力的备降任务。 

      (四) 空管部门能力发挥不充分。空管部门与航空公司、机场公司等单位属性不同,其关注重点与航空公司等略有不同,工作绩效考核点与航班运行效率相关性不强,在航班备降保障工作中参与度不够高、主观能动性有待进一步提升,空管保障能力提升空间较大。 

      (五) 气象服务水平有待提高。当前民航气象探测信息的时间、空间分辨率普遍不高,复杂天气预报准确率有待提升,民航气象服务产品客户针对性不强,民航气象服务能力与气象用户的需求还有一定差距。 

      气象探测方面,华北地区各机场目前大多已经按照规章规范配置了自动气象观测系统,在地面风向风速、温度、湿度、气压等气象基本要素探测上基本满足用户需求,但在高空风、高空温度、雷暴云、高空湍流等气象因素的探测上手段比较匮乏。首都机场目前配备有多普勒天气雷达、风廓线雷达等,天津机场等空管分局所在机场配备了天气雷达、个别机场正在安装风廓线雷达,而属地化机场中仅包头机场配备有天气雷达,其他机场大多从地方气象部门引接气象雷达数据,数据的精度、及时性均无法满足需求,非常不利于首都机场上下游天气的精细探测。 

      气象预报方面,华北气象中心及各空管分局气象台的重要天气预报准确率多在83-85%间,属地化机场准确率在80%许,能够满足大多数天气条件下的气象服务需求,但客观上存在预报不准确给航班正常带来的较大影响,预报准确率与国际领先水平有较大提升空间。 

      气象服务方面,当前提供的气象服务内容和方式与用户需求不完全匹配,针对性不强,客户化程度不高,问题导向不明显。 

      (六) 气象信息应用的有效性不强。民航气象服务提供方和应用方对气象需求和气象服务的理解存在一定差距,提供方对气象服务具体需求的理解有待更新,应用方对气象服务的内容理解有待强化。既需要针对气象服务推动“供给侧改革”,使气象服务能够真正面向用户、面向需求,也需要对气象服务应用进行强化,使气象服务充分发挥作用、降低天气造成的不利影响。 

      (七) 多数备降场保障备降航班意愿不足。目前备降航班收费水平偏低,且备降保障任务多在日常工作时间之外,保障备降航班的低收费和保障备降工作的安全责任不匹配,极大打击了备降机场保障备降航班的积极性。 

      (八) 航班备降场选择存在不合理性。目前国内赴京航班目的地备降场多选择天津、石家庄等区域内机场,而区域内机场受天气影响联动性较强,容易出现首都机场遭遇复杂天气时备降场也不可用的情况。 

      (九) 遭遇复杂天气时航班调整决策不够果断。受复杂天气影响时,航班调整不断向后拖延的现象有所减少,但航空公司不尽早决策、不及时调整的问题仍然存在。航班运行动态调整的不坚决、不果断,极易造成航班备降的不必要增加和旅客情绪的不稳定,非常不利于航班运行保障和服务质量提升。 

      四、 首都机场航班备降工作建议 

      (一) 统筹规划、合理布局,从顶层设计筹建全国航班备降体系。落实民航局“一二三三四”总体工作思路,坚持真情服务,完善机场网、航线网、运行监控网三张网络,兼顾全国航班备降需求,在全国范围内合理布局,新建或扩建若干机场作为主干航线的重点备降场,提高长航线、宽体机的备降保障能力;研究制定基于主干航线的备降推荐方案,逐步形成由多种优化备降方案组成的航班备降体系。 

      (二) 加大政策扶持,引导各方提高航班备降保障能力和意愿。从政策和资金层面对中小机场进行扶持,加强中小机场航班保障综合能力建设,降低中小机场运营成本;研究航班备降保障鼓励机制,优化备降航班保障收费标准,引导中小机场提高备降航班保障意愿;研究空管部门绩效与航班运行效率的可行性和措施,提高空管部门保障航班备降的参与积极性和主观能动性,充分发挥空管保障能力。 

      (三) 完善航班备降协同联动机制,强化复杂天气条件下航班保障信息融合共享。进一步完善首都机场航班备降保障工作机制,强化多方协同联动、强化跨区域调配;全国统筹建立航班备降保障资源实时信息融合共享平台,在重要枢纽机场或全国大范围发生复杂天气时及时收集并共享各机场可用航班保障资源、空管流量信息、天气影响信息等,加强航班保障信息的融合共享,为航班运行决策提供及时准确的信息支持。 

      (四) 提高民航气象服务能力,增强气象信息应用有效性。从气象信息源头、气象信息传递及气象信息应用等方面着手,针对气象服务的全过程进行优化。加强民航气象探测能力建设,推广应用气象预报实用技术,提升民航气象服务人员业务水平,创新完善民航气象服务模式,提高民航气象服务能力;充分利用民航气象信息实时共享平台,促进气象信息及时传递;做好气象服务的“供给侧改革”,提升气象服务客户化水平,强化气象服务用户对气象信息的理解,提高气象服务有效性。 

      (五) 强化预判,科学合理开展航班动态调整,提高首都机场运行安全裕度。引导航空公司针对不同种类天气制定相应预案,综合考虑机场保障能力、气候特点等恰当选择目的地备降场;充分发挥气象预报的决策辅助作用,在收到复杂天气预报信息时,科学预判、尽早决策,及时完成航班运行动态调整,减少不必要的航班备降;鼓励民航运行监控中心充分发挥协调作用,在首都机场等重要枢纽机场遭遇复杂天气时,在全国范围内尽早协调跨区域航路备降,避免大量航班在枢纽机场附近拥堵,提高首都机场等枢纽机场的运行安全裕度。 

      五、结论 

           本文旨在从航班备降的定义,影响航班备降的因素,华北地区各运输机场的机位资源现状等方面对未来民航发展提出建议和解决方案。本人认为航班备降工作关键是解决目前体制机制方面存在的桎悎,理顺各方关系包括军民航之间,民航和地方政府之间,尤其是民航局内部空管办、运行监控中心、空管局之间的责任关系,并充分集成和利用现有科技手段准确及时地将气象信息,各机场运行状况等传递到各航空公司手中,形成高效的统一指挥体系,以便更加迅速果断地做出决策,以减少或避免不必要的备降情况发生,最大限度地保障飞行安全,改善空中和地面的运行环境,提高民航的整体运行品质,增强中国民航的国际竞争力。 

        

      附件一:运输机场基本情况统计表(数据信息截止到2016年12月31日) 

      

    序号 

    机场名称 

    距首都机场飞行时间(分钟) 

    飞行区指标 

    可使用最大机型 

    跑道 

    目视助航条件 

    机位数量 

    是否为  口岸机场 

    跑道数量 

    运行类别 

    1 

    北京首都国际 机场 

      

    / 

    01/19跑道:4F 36L/18R、 

      

    36R/18L:4E 

    A380 

    3 

    Ⅱ类 2个           Ⅰ类4个 

    Ⅲ类1个          Ⅱ类2个          Ⅰ类3个 

    347       (22F) 

     

    2 

    天津滨海国际 机场 

      

    30 

    4E 

    西跑道:B747-8, A380备降 东跑道:B747-400 

      

      

    2 

    均为Ⅰ类       

    Ⅱ类2个          Ⅰ类2个 

    135       (5F) 

     

    3 

    石家庄正定国际机场 

    40 

    4E 

    B747-400(全年任意3个月不超700架次) 

    1 

    均为Ⅰ类       

    均为Ⅰ类 

    69                  1个安225专用       (1F) 

     

    4 

    太原武宿国际 机场 

      

    50 

    4E 

    B747-400及以下机型 

    1 

    均为Ⅰ类       

    均为Ⅰ类 

    41        (0F) 

     

    5 

    大同云冈机场 

    40 

    4C 

    A321(减载,3个月不超700) 

    1 

    Ⅰ类1个            非精密1个 

    Ⅰ类1个         简易1个 

    7        (0F) 

    临时口岸 

    6 

    呼和浩特白塔国际机场 

    50 

    4E 

    B747-400(A380备降) 

    1 

    均为Ⅰ类 

    均为Ⅰ类 

     42                  2个组合机位        (最多可1F) 

     

    7 

    包头二里半机场 

    60 

    4D 

    B737-800(3个月不超700) 

    1 

    均为Ⅰ类 

    均为Ⅰ类 

    15        (0F) 

     

    8 

    鄂尔多斯伊金霍洛国际机场 

    70 

    4E 

    B737-400(3个月不超700) 

    1 

    均为Ⅰ类 

    均为Ⅰ类 

    14        (0F) 

     

      附件二:首都机场复杂天气条件下华北地区备降场可用概率 

    复杂天气类型 

    多发航季 

    首都机场出现 

    次数 

    华北地区备降机场可用概率(%) 

    天津 

    石家庄 

    太原 

    呼和 

    浩特 

    雷雨 

    夏秋 

    33 

    72.7 

    63.6 

    81.8 

    84.8 

    低能见度 

    夏秋/冬春 

    4 

    0 

    0 

    25 

    100 

    14 

    57.1 

    42.9 

    78.6 

    100 

    降雪 

    冬春 

    8 

    62.5 

    37.5 

    62.5 

    37.5 

    合计 

    55 

    67.2 

    54.5 

    78.2 

    81.8 

      注:(1)根据所保存的历史天气资料及时间分辨率,本统计无法考虑航路天气,仅考虑各机场终端区复杂天气;若考虑到航路天气,实际运行中各备降机场可用率将有所下降; 

      2)本统计仅考虑天气因素,机位数量、备降后是否能够及时起飞及过站时间等未考虑;如综合考虑,备降机场可用率将有所下降。 

      (作者:李建明 民航华北地区管理局空管处