英国机场高效运行经验分析及对我国大型繁忙机场运行效率提升的启示
摘要:随着我国民航的快速发展,国内大型繁忙机场日益增长的航班量与运行效率之间的矛盾越来越突出。本文通过论述英国典型繁忙机场高效运行做法,分析总结其在管理机制、新技术应用等方面的先进经验,对标我国大型繁忙机场,并以深圳机场为例,提出我国大型繁忙机场效率提升建议,为我国打造世界一流机场探索新经验。
关键词:英国机场;运行效率;大型繁忙机场;高质量发展
引言
“十四五”时期,我国将进入新发展阶段,民航强国建设也将进入从单一的航空运输强国向多领域民航强国“转段进阶”的关键时期。但是,随着中国地区民航运输量持续快速增长,我国大型繁忙机场在运行安全与效率方面面临的压力越来越大,现阶段发展需求旺盛同基础保障资源不足的矛盾依然存在。如何破解这些矛盾,是实现这一阶段民航强国建设目标的迫切任务,需要我们解放思想,深化改革,在现有条件下通过内部挖潜开展精细化管理实现民航高质量发展,共同努力开创民航高质量发展新局面。
一、英国航空运输市场概述
英国伦敦是世界著名的航空城,拥有联通世界的航线网络,机场运行效率全球领先。伦敦城市群的占地面积仅为5023平方公里,拥有希斯罗、盖特威克、斯特斯坦德、卢顿及伦敦城市机场等五大机场,是国际一流的世界级机场群。根据欧洲管制局,到2035年,欧洲将有20多个机场满负荷运行或接近满负荷运行6小时以上[1]。在此情况下,英国伦敦机场群通过创新管理机制、挖潜存量资源等方法有效提升了机场运行效率,2019年旅客吞吐量达1.78亿人次,超过纽约与东京机场群,仅次于粤港澳大湾区。
图1-1 伦敦机场群空间布局
二、英国机场高效运行经验分析
(一)有效利用第三方监管时刻资源
希斯罗机场拥有两条跑道和五座航站楼,是英国最繁忙的机场,也是疫情发生前全球旅客吞吐量和航班起降架次最高的双跑道机场。目前,希思罗机场已超负荷运行,十年间一直保持98%的容量资源利用,时刻资源已达上限。为了提高时刻资源的利用效率,根据欧洲共同体理事会第95/93号条例,由航空公司和机场成立时刻协调机构(Airport Coordination Limited,ACL),作为分配机场时刻资源的唯一责任单位。ACL是一家独立非盈利性质的有限责任公司,服务于全球46座机场,每年保障约390万架次航班及6亿旅客。ACL制订了时刻分配的优先权标准,包括历史航班情况、历史航班变化、全年执行航班、新加入承运人、运行周期的长短等指标,同时建立了时刻资源公开交易的机制和在线协调时刻网站,高达90%的时刻需求能够得到立刻响应,99%的时刻需求能够在1天之后得到回应。
(二)机场容量战略管理机制
英国国家航空服务局研究推出机场容量战略管理(Strategic Airport Capacity Management,Strategic ACM),旨在通过模拟和数据分析来支持繁忙机场的决策,从而使机场能够对跑道容量、飞行计划和基础设施规划做出最有效的决策[2]。
希斯罗机场是第一个使用Strategic ACM的机场,机场容量战略管理系统通过数据仓库分析希思罗机场历史数据以识别和隔离影响机场运行效率的因素(如风和能见度),同时通过模拟分析不同运行场景确定希斯罗机场运行的最佳条件,可以了解希斯罗目前的跑道容量和最终容量、计划需求变化的影响、滑行道关闭的影响、不同天气条件下的跑道容量等。
盖特威克机场采取以一周为周期实施的容量动态管理机制,以一周为周期,根据实际运行情况为每周内周期内每日的的各个不同时段设定了不同的时刻容量标准,并为低能见度等应急情况留出裕度形成了动态管理机制,能够在保证机场运行安全的条件下,也就是不设固定的容量限制,而是根据机场实际情况,通过大数据分析不同时段可以接受的容量限制,给应急情况下(如:低能见天气等不可抗力情形)留下一定裕度。这种不设定固定容量限制的动态管理方式既可以避免因容量限制过高,一旦发生紧急情况时机场可能瘫痪的风险,也可以防止容量限制过低浪费实现机场时刻资源的最大利用效率。
(三)最大化挖潜间隔资源
航空器尾流间隔是机场容量的重要限制因素之一。希斯罗机场、盖特威克机场通过采取最新的间隔管理技术实施资源挖潜。其最初的运行间隔是基于距离的五边间隔(Distance Based Separation),经过欧洲单一天空计划研究与开发中心、英国国家航空服务局和洛克希德马丁美国航空航天公司合作研究以时间间隔取代传统的距离间隔,希斯罗机场于2015年在全球机场中率先开始使用基于时间的间隔标准(Time Based Separation,TBS)[3],相比基于距离的间隔标准(Distance Based Separation,DBS),TBS在没有增加管制员工作负荷的前提下,可以减少了航空器等待和进近时间,在强风条件下,能够显著提升机场的到场容量。据统计,希思罗机场使用TBS后,每小时可增加 4 到 5 个架次。
表2-1 希斯罗机场TBS标准
前机 |
后机/s |
|||||
A380 560t |
重型 ≥型0t场 |
中重型 104t场可增加 |
轻重型 40型t场可增 |
较轻型 17型t场可 |
轻型 ≤型型t |
|
A380 |
90 |
135 |
158 |
158 |
158 |
180 |
重型 |
90 |
90 |
113 |
113 |
135 |
158 |
中重型 |
60 |
60 |
68 |
90 |
90 |
135 |
轻重型 |
60 |
60 |
60 |
60 |
68 |
113 |
较轻型 |
60 |
60 |
60 |
60 |
68 |
90 |
轻型 |
60 |
60 |
60 |
60 |
60 |
60 |
(四)强化精细管控
英国盖特威克机场仅有一条跑道,其在南跑道新增了快速脱离道,有一定概率能够为进场航空器减少2到3秒的跑道占用时间,每小时累计能够为机场跑道增加约 150 秒的空余时刻,按照平均每小时 50 架次的容量推测,每小时可以增加2到3个时刻,有效提升了盖特威克机场的时刻容量[4]。
三、对我国繁忙机场运行效率提升的启示—以深圳机场为例
(一)探索时刻资源管理机制
随着我们民航发展需求的不断提升,国内各大繁忙机场开始面临“有市场、无时刻”的窘境,按照民航局《民航航班时刻管理办法》第四条“中国民用航空局、民航地区管理局对航班时刻实施管理”及第二十三条“民航地区管理局负责组织实施本地区主协调机场、辅协调机场历史时刻确认、历史时刻调整以及换季、日常航班时刻协调配置工作”等内容[5],机场容量提升所释放的时刻增量由民航主管部门负责统筹分配。
然而,该分配机制在一定上无法满足机场服务城市及区域经济社会发展的定位。目前,深圳机场正在民航局的指导下制定深圳机场航空资源结构化改革时刻配置试点方案,探索行业政府授权地方政府开展部分时刻分配机制。建议后续在各大机场时刻资源极度紧张的情况下,积极借鉴英国ACL经验,在各大机场群范围内探索由空管部门、各机场、驻场基地航空公司联合成立时刻协调机构,以市场主导、政府引导为原则,对各机场时刻资源进行监管,从整体上提升时刻利用效率,协同共建世界级机场群。
(二)探索容量动态管理机制
科学、精准的容量评估机制是提升机场乃至整个民航运行效率的重要保障。目前国内的容量管理方式需要不断完善,2010 年 3 月,民航局下发了《关于印发机场容量评估管理暂行办法》的通知,定义了机场航班时刻容量,该时刻容量是一个相对固定的数值,相对于容量的动态管理还有较大的改进空间。
目前,国内高峰小时容量标准最高的双跑道机场(深圳机场)为60架次,而希思罗机场的高峰小时容量最高可达89架次,国内单跑道机场高峰小时架次最高不到40架次,而盖特威克机场的高峰小时容量最高可达55架次,相比英国机场存在较大差距。下阶段,建议借鉴英国机场先进经验,探索通过动态调整机场保障容量从而提升繁忙机场运行效率的思路和方法。
表3-1 国内主要双/单跑道机场时刻容量标准
序号 |
机场名称 |
机场类型 |
时刻容量标准 |
1 |
深圳宝安 |
主协调(双跑道) |
60 |
2 |
成都双流 |
主协调(双跑道) |
58 |
3 |
昆明长水 |
主协调(双跑道) |
57 |
4 |
西安咸阳 |
主协调(双跑道) |
57 |
5 |
重庆江北 |
主协调(双跑道) |
54 |
6 |
上海虹桥 |
主协调(双跑道) |
48 |
7 |
杭州萧山 |
主协调(双跑道) |
45 |
8 |
厦门高崎 |
主协调(单跑道) |
32 |
9 |
大连周水子 |
主协调(单跑道) |
31 |
10 |
乌鲁木齐地窝堡 |
主协调(单跑道) |
31 |
(三)完善尾流间隔技术应用
我国现行的尾流间隔与ICAO DOC4444文件中的规定一致,将航空器按照最大起飞重量来分类,给出不同类别组合下的间隔标准。近年来,民航局空管局积极开展尾流间隔技术研究与实验运行工作,于2019年12月率先在广州、深圳机场启动航空器尾流间隔重新分类(RECAT)实验运行。广州、深圳RECAT实验运行采用的分类及间隔标准参照FAA ORDER 7110.659C中给出的RECAT分类方法(也称为RECAT-1.5),将重型机(H)分为B、C两类,同时采纳其尾流组合间隔标准中与B、C相关的间隔,对推进机场运行效率提升能够起到很好作用。RECAT尾流间隔标准[6]具体如下表所示:
表3-2 RECAT尾流间隔标准
后机 |
||||||
J |
B |
C |
M |
L |
||
前 机 |
J |
9.3 |
11.1 |
13.0 |
14.8 |
|
B |
5.6 |
7.4 |
9.3 |
13.0 |
||
C |
6.5 |
11.1 |
||||
M |
9.3 |
|||||
L |
然而,当机场出现大逆风的情况下,现行的基于距离的尾流间隔(DBS),航空器进近地速偏小,不单损耗落地效率,而且往往容易导致后机因为间隔不足而复飞。因此,建议研究推进TBS技术在我国大型繁忙机场的应用,有效弥补机场在遇到这种逆风情况下对整体运行效率产生的影响。
(四)强化精细化管控
近年来,为持续提升航空器五边运行效率,民航空管单位相继的国内各大繁忙机场推进五边精细化管理。民航深圳空管站通过在深圳机场积极推进该项工作,将深圳机场航空器五边间隔由现行6-9km不等过渡到固化8km、常态化7km,将安全和效率有机结合,实现五边间隔标准化。根据经验的积累和研究,逐步推进五边6km-7km运行的可行性,通过培训、技术交流,争取逐步向五边间隔6km靠拢。
然而,随着航空器五边间隔的不断缩减,需要航空器落地后能尽快脱离跑道,减少跑道占用时间。目前国内机场和空管方面暂无法对不同机型的跑道占用时间进行自动化统计,而且由于各航空公司操作规范及飞行员操作习惯不同,同一机型落地后的跑道占用时间也各不相同,难以对不同机型航空器落地后的跑道占用时间给出科学明确的要求。因此,建议以机场数字化转型为契机,运用4K+5G高清摄像头对不同机型的跑道占用时间开展统计分析研究,明确不同机型航空器落地后的跑道占用时间限制,为后续繁忙机场进一步推进五边精细化管理提供科学指导。
四、总结
综上所述,在空域和基础设施资源有限的情况下,英国伦敦地区的机场通过建立时刻协调机构有效提升了时刻资源利用效率,通过实施机场容量战略管理机制,增强了机场资源利用率和运行效率,通过使用基于时间的间隔标准及快速脱离道提高了机场容量。目前,我国民航正处在持续快速增长的阶段,本文通过借鉴和分析英国机场高效运行做法,总结英国机场在时刻和空域等方面的先进经验,并以深圳机场为例对标我国大型繁忙机场,提出了探索建立时刻资源管理机制、探索容量动态管理机制、完善尾流间隔技术应用和强化精细化管控等建议,为提升我国繁忙机场运行效率提供新思路,为新时代民航强国建设探索新路径。(作者:郭晓明)
参考文献
[1]杨伟娜,宋丽,高占华. 欧洲机场发展特征对我国机场建设的启示[J]. 民航管理,2020(06):88-91.
[2]Simon Martin. Strategic Airport Capacity Management at Heathrow[J]. Impact, 2016(2):7-12.
[3]李冰冰,聂润兔. 时间间隔标准(TBS)对跑道容量影响分析[J]. 航空计算技术, 2015, 45(06):87-90+94.
[4]高俊.《论民航产业化》[M]. 北京:中国民航出版社有限公司, 2020.
[5]《民航航班时刻管理办法》[Z]. 北京:中国民民用航空局, 2018.
[6]左青海,杨凡,潘卫军. 民用航空器尾流重新分类发展综述[J]. 河南科技, 2020, 39(26):65-70.