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  • 浦东国际机场机坪管制方案研究

    王凌莉 编 辑:孙文瑾 2021-10-29 14:05:00

     

      摘要:近年来,在《上海航空枢纽战略规划》的指引下,上海航空枢纽运营质量不断提升,上海机场取得了跨越式发展,2016年上海成为全球第5个年航空旅客吞吐量突破1亿人次的城市。在“十三五”期间,上海机场将持续加快机场基础设施集约化建设,预计2017年浦东机场第五跑道投入运行、2019年浦东机场卫星厅等三期工程建成启用。在航班起降架次和旅客货邮吞吐量不断增加、机场规模不断扩大的同时,浦东机场飞行区也呈现出交通流:量大、密度高的特点。中国民用航空局曾发布《关于推进航空器机坪运行管理移交机场管理机构工作的通知》([2013]75号文),指出“机场管制塔台代行航空器机坪运行管理的矛盾和问题不断出现,不能适应大型运输机场运行安全和效率的需要,需要进一步优化和完善民用运输机场航空器机坪运行管理工作”。上海机场也提出着力于“强功能、补短板、提品质”,提升安全服务品质和航班运行效率。本论文正基于上述背景开展。 

      一、 其他机场的经验借鉴 

      福州长乐机场、杭州萧山机场、南京邮航机坪等作为机坪管制移交的先行试点已完成相关工作,笔者对杭州萧山、福州长乐和南京邮航机坪的运行管理模式进行了现场观摩和座谈调研。根据对典型机场的调研和分析国内外其他机场机坪管制的现状,以责、权、利的统一和便于指挥协调为出发点,总结了可供浦东机场参考的三种机坪航空器运行管制方式,如表1所示。 

      管制模式1:机坪和机动区由空管塔台负责管制,在这种方式下,若能通过增设空管第二塔台(类似于首都机场)或提供有效可靠的监控技术手段解决塔台通视问题,这在浦东机场具有一定的可行性。但从长远来看,此方式又具有局限性:其一,随着浦东机场的扩建,机坪区域将有较大增加,机坪运行管理矛盾可能进一步突出;其二,根据国外空管的发展趋势和浦东机场持续增长的运行容量需求,空管塔台的精力未来将更多地投入到跑道和主滑的运行管理上,其工作重点是提升浦东机场跑道容量和防止跑道侵入等不安全事件的发生。 

      管制模式2:可以称为整体移交的管制模式,但是由于空管单位和浦东机场分属于不同的体制内,方案实施涉及资产和人员的整体移交,实施难度较大,可行性较低。 

      管制模式3:部分机坪或机动区管制职责由浦东机场负责,既可以使空管塔台将精力集中到跑道、主滑、联络道等重点运行区域,又可以使机场对航班地面运行起到实质性的监管,深入掌握机坪运行的实际情况,从而更加高效合理利用机位和登机口等资源,提高飞行区运行效率。 

      因此管制模式3在浦东机场具有可行性和必要性。 

      1  三种机坪管制模式的对比 

    管制模式 

    机坪管制 

    责任单位 

    具体方案 

    优缺点分析 

    实施建议 

    1 

    空管负责 

    机坪和机动区 

    由空管负责管制 

    优点:现行空管体制健全可培养符合资质的管制人员,若能解决好通视问题方案容易实施。 

    缺点:随着航班量增加,管制范围扩大,此方案运行矛盾将突出,空管难以全面管制机场飞行区。 

    具有可行性 

    2 

    机场负责 

    空管塔台及人员一并移交机场,机坪和机动区都由机场负责管制 

    优点:符合“权责利”统一原则,资产和人员整体移交不影响运行,但同样需要解决通视问题。 

    缺点:方案实施涉及体制改革,较难开展实施。 

    可行性较低 

    3 

    空管与机场 

    共同管制 

    部分机坪或机动区移交机场负责管制 

    优点:可以全面掌控航空器地面运行情况,发挥机场监督航班职能,有效提升机坪运行安全水平和机场资源使用效率。 

    缺点:需要建设机坪塔台,培养具有相关资质的管制人员较难,管制费用收取无相关明确政策。 

    具有可行性 

    和必要性 

      二、 浦东机场机坪塔台通视性分析 

      机坪塔台通视性分析是制定机坪管制方案的前提和基础。根据浦东机场三期工程扩建计划,浦东机场将修建东站坪调度中心、西站坪调度中心和南站坪调度中心,分别设有东、西、南这三个机坪塔台。通视性分析的依据是局方发布的咨询通告——塔台管制室位置和高度技术论证办法(AC-93-TM-2014-01),分析的工具是美国联邦航空管理局(FAA)提供的分析软件(VIS 1.1)。分析的指标为“目标辨别概率”、“视线入射角”、“横向分辨角”和“管制员反应时间”。分析的结果为:1)三个机坪塔台不能够对其附近的跑道形成良好的通视条件。2)西机坪塔台可以通视T1和S1西侧机坪的进出道口和大部分机位,虽然有不可视机位(1-5号机位26-29号机位),但其滑行路线却相对简单,为单通道滑行路线。3)东机坪塔台可以通视T2S2东侧机坪的进出道口和大部分机位,虽然有不可视机位,但其滑行路线也相对简单(53,51,50,52,54,56,58,60,62,64,801-803),为单通道滑行路线。4)南机坪塔台可以通视S1和S2卫星厅的进出道口和大部分港湾机位,其不可视机位主要集中在港湾底部。 

      三、 浦东机场机坪管制方案 

      1、 设计思路 

      吸收试点机场的机坪管制经验,同时根据三个机坪塔台的通视性分析结果,建议浦东机场采用表1中的模式3来具体实施机坪管制,根据“由简到繁、由点到面”的原则,分三个阶段开展机坪管制。“由点到面”是指在第一阶段以安全为出发点,逐步扩大机坪管制范围。“由简到繁”是以效率为出发点,从固定移交道口逐步过渡到灵活移交道口,开展第二、三阶段的机坪管制。具体内容如下: 

      第一阶段机坪管制方案:该阶段以机坪安全为重点,主要研究浦东机场T2航站楼周边机坪管制方案,优化引导车管理模式及部分移交道口。 

      第二阶段机坪管制方案:该阶段在条件成熟的前提下,兼顾效率,加强机场参与机坪运行管理的程度,以固定移交道口为基础,进行机坪管制移交,接管航空器的推出、开车和机坪内滑行等指挥内容,制定T1、T2、卫星厅周边机坪的管制方案。 

      第三阶段机坪管制方案:在第二阶段运行磨合顺畅的基础上,以灵活调配道口作为移交方案重点,进一步优化不同运行方向下的管制移交道口。 

      2、 第一阶段机坪管制方案 

      考虑到培养具有资质的机坪管制人员周期较长,同时参照浦东机场机坪塔台建设周期,为保证运行的安全,因此建议在第一阶段的机坪管制方案中,首先以T2航站楼及周边机坪为试点,研究制定机坪管制方案,优化引导车的运行管理模式,暂不接收航空器的推出、开车、滑入、滑出的管制职责。第一阶段机坪管制范围包括T2航站楼及周边机坪区域,停机位58个(其中近机位42个,远机位16个),机坪滑行通道包括:L06、L06A、L07、L08、L09、L10、L11、L12、L12A,共9条。 

      第一阶段方案包括两个主要内容1T2机坪C区的滑入道口不变(R6),滑出道口由E5改为E6,从而使C区航空器滑入、滑出方向一致,同时也避免原来从E5道口滑出的航空器与主滑上排队的飞机构成“T”字型冲突。通过仿真实验发现优化方案虽然增加了E6道口使用的频率,但由于减少了冲突的次数,因而不会对E6道口形成较大负担。2)引导车统一调度管理,克服原来航班分散引导引起的各种沟通协调问题。(截至2017年3月底,机场地服、吉祥和春秋在T2代理的航班已由机场统一引导) 

      3、 第二阶段机坪管制方案 

      提出第二阶段方案的主要前提之一是机坪塔台能够良好地通视管制的机坪,主要出发点之一是当前航班放行模式的变化——传统放行模式下,机组准备后才向塔台申请推出开车,塔台根据情况给出放行时刻;现行CDM机制下,离港航班基于目标管理,每个航班都有CTOT和COBT时间,但由于空管较难对过程进行干预,因此在航班保障过程中经常出现由于地面保障原因浪费既定放行时刻的情形。 

      对于浦东机场而言建设管理机坪塔台、实施新的机坪管制模式将具备以下四个方面的优势:1)机场作为管理主体,其不仅掌握空侧运行保障情况,同时还掌握陆侧的值机、安检、边防、海关等情况,因此机场作为监督航班运行的天然主体,可以充分发挥管理主体的职责,提升协同管理水平。2)机场通过参与机坪管制工作,可以了解机坪运行的实际情况,不断完善运行细节和规定,及时排除各种安全隐患,提高机坪运行安全水平。3)机坪塔台具备良好通视条件,克服浦东机场地面运行难点,与空管塔台一起加速航空器在地面滑行周转的效率。4)通过参与机坪管制,机场当局能够更合理利用机位和登机口等资源,提升服务保障品质。 

      因此,建议浦东机场在第一阶段机坪管制方案运行的基础上,在机坪塔台建设完成后,接管航空器推出、开车和机坪内滑行等指挥工作,实施第二阶段机坪管制方案。 

        

      1  第二阶段机坪管制范围划分 

      在第二阶段,空管塔台和机坪塔台的管制范围划分如图1所示,要点包括:1)跑道、主滑、联络道由空管塔台负责指挥。(注:主滑和联络道归于空管塔台指挥,不同于杭州和福州等机场的情况,这是由浦东机场的实际情况决定的。浦东机场东西二侧各一组窄距平行跑道,存在大量的跑道穿越情况,这与已试点的机场有着本质的不同。例如4跑道降落的飞机去西货机坪,需要穿越2跑道、T3滑行道,继而穿越1跑道和3跑道,才能到达西货机坪。此外,根据通视性分析结果,三个机坪塔台对于跑道端也无法完全通视。因此无论是从效率而言,还是从安全而言,均应归空管指挥更为合适。)2)货机坪、维修坪由空管负责指挥,这些区域机坪塔台还不能形成良好目视条件。3)T1、T2、S1、S2周边机坪由机坪塔台负责指挥。 

      在第二阶段,进港航空器滑至相应的道口后由机坪塔台负责指挥;出港航空器在塔台放行席发布放行许可后,在规定的时间节点内移交给机坪塔台,接着机坪塔台负责机坪内的指挥,包括推出、开车、滑行,然后机坪塔台在规定的时间节点内、指定的道口移交给空管塔台。 

      在第二阶段T2周边机坪的移交道口与第一阶段相同,T1周边机坪的移交道口如图2所示(其分区原理与T2类似),卫星厅周边机坪的移交道口如图3所示。由于S1和S2卫星厅的最终地面滑行方案尚未确定,因此与浦东塔台进行了多轮协商,建议根据卫星厅的几何构型和拓扑结构,将卫星厅机位划分为A-H,共8个区域。然后基于单向、固定、循环的原则设计各区域的机坪滑行路线——对于港湾内的机位,即图3的CDHG区域,有2条滑行道,靠近机位的滑行道用于出港,远离机位的滑行道用于进港;对于ABEF区域,基于不同运行方向下滑行总距离尽量均衡的原则,进港移交道口设计为图3中深蓝色的道口,出港移交的道口为图3中橙色的道口 

        

      2  第二阶段T1周边机坪移交道口 

        

      3  第二阶段卫星厅周边机坪移交道口 

      4、 第三阶段机坪管制方案  

      由上面分析可知,第二阶段机坪管制方案采用固定道口移交管理方案,其优点在于运行指挥方式简单,适合管制移交初期使用。通过与空管塔台、机场运行指挥中心和航空公司多轮探讨,认为采用固定道口移交航空器的方案存在两方面的不足:1)存在较多的对头冲突,管制员需要重复多次发布指令才能使冲突解脱,既增加了安全隐患,又降低了地面运行效率。2)滑行距离较长,导致进港航班滑行时间增加。因此,第三阶段的机坪管制方案将依据航空器运行方向,实施灵活进出移交道口的机坪管制模式,其主要目的是为了使航空器落地后,空管塔台能够尽快与机坪塔台实现交接,减少航空器的地面滑行距离,同时减少潜在的运行冲突。 

      以卫星厅周边机坪为例,其管制范围的划分与第二阶段一致移交道口发生变化如图4。(注:CDHG区域的进出道口与运行方向无关,是由机坪物理构型决定的) 

        

      4  第三阶段卫星厅周边机坪移交道口 

      (左侧为向南运行的移交道口,右侧为向北运行的移交道口) 

      四、 总结和建议 

      1、 第三阶段机坪管制方案 

      综合上述分析,本文提出的机坪管制方案如表2所示。 

      2  浦东机场机坪管制方案设计 

        

      2、 其他建议 

      1) 卫星厅建成后,浦东机场停机位总数理论上能够满足运行需求,机坪构型和滑行线路优化的可能性进一步增加,例如F滑向北延伸、L09附近建成双通道等,这些问题值得提前深入研究。 

      2) 机坪管制实施以后,要实现离港队列紧紧围绕CDM放行模式运转,鼓励并深化机场的参与程度,例如在机桥位分配等方面具备了实质性的优化空间,从而充分提高机坪的周转效率。 

      (作者:王凌莉 南京禄口国际机场