浅谈天津机场基于区域导航的进离场分离程序

摘要：随着近年来天津经济的高速发展，天津机场的飞行流量快速增长。鉴于天津机场目前运行情况，基于区域导航，管制员可以将进离场程序更为清晰地进行划分，以期飞行效率的提高，以及切实减轻管制人员以及飞行员的工作压力。与此同时，基于区域导航进行的进离场分离程序可以使得临时绕飞、偏航飞行的指挥以及等待航线的使用更为便捷。该项目将利用现有的区域导航技术对飞行程序进行科学设计，对进离场航班进行分流，以便于解决天津管制区的飞行冲突造成的安全压力，提高飞行效率和飞行安全水平；提高空域利用率，使协调变得更为简单，减少管制指令，减轻管制员工作压力。

关键词：导航；进离场分离；管制员工作负荷；飞行效率；空域资源

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）15-3668-03

Departure and Arrival Procedure of Tianjin Airport Based on RNAV Technology

LI Jun-qiao

（Tianjin ATM Sub-bureau.CAAC，Tianjin 300300， China）

Abstract： As the economic development of Tianjin， the flight flow of Tianjin increased rapidly in recent years. Depends on the situation of Tianjin airport， using RNAV procedure to separated departure and arrival flights could make the efficiency and safety better， and alleviate the stress and work load of ATC controller. Meantime it’s much easier to use RNAV procedure to establish a go-round， deviation and holding procedure. This project will use the RNAV technique， design the flight procedure scientifically， separating the flights logically， optimizing the flight profile， improved the efficiency and safety. The current traffic congestion and conflict can be solved by using this way， and also can expect that the coordination procedure can be optimized and improved the efficiency of the using of air area.

Key words： navigation； departure and arrival procedure； work load of ATC controller； efficiency of flight； air area resource

1 研究背景

随着近年来天津经济的高速发展，天津机场的飞行流量快速增长。天津机场位于北京首都国际机场东南120公里，是首都国际机场的第一备降机场。天津进近管制空域为东西约130公里，南北约75公里的不规则多边形区域，加之通航、海直飞行，本场训、熟练飞行及周边军航单位活动，空域资源极为紧张。由于其地理位置的特殊性，周围空域狭小、结构复杂，空军活动频繁， 如何在确保安全的情况下加速飞行流量一直是个难题。自2003年1月民航天津空管分局开展了区域导航飞行程序实验并于2004年2月正式公布启用以来，民航天津空管分局作为全国第一家试点单位为区域导航在终端区的实施与探索奠定了良好的基础，然而近十年过去，航空流量伴随着经济的发展迅速攀升，天津仍旧仅有区域导航的标准进港程序而并没有离港程序，离港航空器的指挥依然依靠传统离港程序或雷达引导。由此带来了进离场冲突严重、军民航协调关系复杂、管制工作负荷大等一系列的安全隐患，无法充分发挥区域导航程序设计灵活的特点，达到扩充空域容量提高运行效率的要求。实现天津本场基于区域导航的进离场航线分离，将会大大的增加天津进近管制空域的容量、加速航班流量，同时减小管制员的工作负荷，保障飞行安全。希望此程序的实施能够起到抛砖引玉的作用，为实现航班量的快速发展打下基础，推动华北天空进一步的和谐建设。

2 调研情况

为进一步提高管制技能水平，满足日益增长的国际、国内航空运输的需要，加强同行间的交流与沟通，在分局领导的大力支援下，作者与综合业务部及管制运行部进近管制室、塔台管制室组成了11人工作组，于2013年5月27日至6月2日赴民航西南空管局重庆分局及昆明分局进行管制业务交流，并取得圆满成功。

2.1 双跑道运行篇

重庆江北国际机场海拔416米，现使用双跑道运行（02L/20R和02R/20L）。由于两条平行跑道中心线垂距380米，故采用与浦东相似的隔离平行运行模式，其中东跑道为进近着陆跑道，西跑道为起飞跑道，但起飞、落地间隔都采用单跑道运行的管制间隔。冲突点集中在三点：着陆、起飞、落地航空器穿越起飞航空器运行的跑道。在实际工作中，管制员运行程序化、规范化较为严谨，基本是按照一落、一起、一穿的流程来指挥的。在学习过程中，作者发现重庆江北机场双跑道运行的标准复飞程序比较有特点，规定指出终止进近的航空器与起飞航空器由塔台指挥，直至冲突解脱完成后才将飞机交给进近。

不同于重庆的窄矩双跑道运行，昆明长水机场的双跑道中线间距1950米，满足航空器按照独立及相关平行仪表进近、独立平行离场，以及隔离平行运行模式，是作者重点考察的对象。长水机场的日起降架次在700左右，跑道与候机楼布局与天津机场今后发展布局极为相似，且现为独立起飞、相关进近的混合运行模式，管制员对进离场航空器的调配方式相对而言较为灵活，非常符合天津将来的发展趋势。作者认为，结合天津机场目前的流量和航班特征，双跑道运行可以采取单起单落的模式，但是结合进离场分离程序，当有穿越一边航迹的情况，一定要有进行转弯限制程序。如果流量增加到一定程度，可以采取地面交叉滑行，东跑道用于东面航班的起降，西跑道用于西面航班的起降，这样可以实现完全的建立侧向间隔而避免空中交叉，从而提高了安全指数，但是需合理设计以避免两条跑道航班量分布不均，且与此相对应的标准进离场分离程序要设计好冲突点的位置和高度限制，并要经过飞机性能参数和模拟机做大量的验证。

2.2 空域及进离场航线分离篇

重庆进近的空域如全国大部分机场一样，也较为紧张，其大部分空域的使用权仍归空军所有，但相较于天津空域范围较为宽裕。且由于当地政府的支持，民航与军方谈判取得的效果不错，令其08年之后的空域产生了较大改观，通过划设平行航路侧向穿越以及搭建空中立交桥等方式实现了其南部进出港航班的完全分离，东部、北部地区的进出港航班的基本分离。且由于重庆区调在高度层以及移交点、管制范围的支持与配合，致使两家单位之间的运行协调矛盾相对较少，较利于进近工作的开展。

昆明进近较重庆以及天津空域更为可观，空域范围非常大，端净空较好，侧净空较差，周边军用机场活动较少，且拥有自己的区调，但由于进出港方向较多，故进离场程序略分散，目前大部分方向已完成了进离港的分离。

在进离场分离研讨会上，工作组成员向西南地区的同仁们介绍了目前天津空管分局对进离场航线分离的相关理念与设计方案并进行交流，得到了切实有效的建议，如与北京区管中心协调，把低空3600米以下，VYK至IKENU连线以东到天津本场的空域划设为天津的管制空域，避免现在北京过早移交而诱使天津越权指挥的现象；扇区可以按照航班的进离场划分；双跑道运行需考虑两条跑道容量均衡等，对今后天津进离场分离项目的实施起到良好的推动作用。

3 进离场分离程序

3.1 进近空域现状

天津终端区航线走向基本为东西方向，由于周边飞行较多，对空域的占用较大，使得可利用资源十分有限，所有进出港飞行均被限制在以从导航点VYK到ANRAT之间的航线为中心的一个狭长的空域内，进离场航空器对头穿越频繁，飞行矛盾集中，造成安全的压力较大。传统意义上的导航方法要求航空器必须飞越导航点或切入相应的导航台，其保护区也占用了较大的空域，这对于天津目前的管制现状并不适用。因此，基于区域导航的飞行设计程序应运而生。通过区域导航飞行程序在终端区的应用可以提高飞行效率易于建立临时的绕飞、偏航飞行和等待航线等，提高飞行安全水平，减轻管制人员和飞行员的工作压力。

3.2 区域导航原理

区域导航（RNAV）是利用飞机机载导航设备和全球定位系统引导飞机起降、航路、航线飞行的新技术，是航空器在导航信号或机载导航设备工作范围内进行飞行的一种全新的导航方式。自2003年1月民航天津空管分局开展了区域导航飞行程序实验并于2004年2月正式公布启用至今，分局作为全国第一家试点单位为区域导航在终端区的实施与探索奠定了良好的基础，并在之后的运行中通过利用该技术的诸多优势有效地增加了空域容量，提高了运行水平并达到了节能减排的效果。随着天津航班流量的日益增长，对区域导航程序和实施方案的不断完善也提出了进一步需求，基于区域导航的进离场分离程序应运而生。

通过使用区域导航技术，航空器可以沿预定的航线精准飞行，并可以在保证安全的前提下将航线保护区的宽度减小。因此，在同样的空域条件下，区域导航程序相比传统程序容量更大，航线更多，进离场飞行分离也更为便捷，在增加空域容量的同时提高了运行的效率。目前天津仅有RNAV的标准进港程序而并没有离港程序，离港航空器的指挥依然依靠传统离港程序或雷达引导，不能做到在空域容量扩充的同时提高运行效率。因此，区域导航程序设计灵活的特点应当被充分发挥，以期实现进离场分离，缩短航线长度，提高运行效率。

3.3 进离场分离方案

3.3.1 架设平行航路方案

其优点是与传统导航程序比较吻合，方便了管制员的学习与实施，同时在面对西侧大流量进场航班时有较高的容量承受能力。而该方案也存在着一定的问题：多条间隔10公里的平行航线对管制员的监控能力要求很高，一旦出现由于人为因素或设备故障等因素引起的偏离，将有引起相对飞行冲突的可能；此外该方案所涉及的航路点太多，不同情况下不同运行方向的程序所用的航路点难以重合，给程序设计带来不便；在跑道使用不同朝向的情况下，与北京区调进离场的移交点也会变化，使得协调关系较为复杂。

3.3.2 设置“流量门”方案

该方案的优点首先是协调关系简单，通过比对可以发现该方案所使用的航路点与移交点几乎不受跑道使用方向的影响，使得运行实施更加简单。且结合内外扇区的划分可以使管制员的工作压力大大减少。而该方案的缺点是面对大量进港航班时，仅仅依靠速度和等待程序来控制间隔，容量较为有限。同时该方案对“流量门”限制的要求比较严格，在条件不符和要求的时候容差性相对较差。

4 应用前景

区域导航作为我国航空运输的新一代导航技术之一，在我国民航强国战略计划中占据了很重要的一部分。区域导航的广泛应用可以对我国民用航空的飞行安全、机场、导航、机载设备以及空域的最大化利用起到深远的影响，在保障安全的情况下对飞行的便捷、空域容量的增加以及设备的资金投入维护、节能减排等方面具有更积极的推动作用。通过基于导航的进离场分离程序在天津机场的应用，可以推广到全国各大机场，以便于建设新一代的航空运输系统，加速我国由民航大国向民航强国转化的步伐。

参考文献：

[1] 张军，张学军，朱衍波.空中交通管理学科发展研究[A]，航空科学技术学科发展报告（2010-2011）[C].2011.

[2] 王昌顺.中国民航安全管理研究[D].中国科学技术大学，2008.

[3] 王伟.民航空中交通管制区域重组战略研究[D].清华大学，2004.

[4] 张明.依据管制员工作负荷的扇区优化研究[D].南京航空航天大学，2003.

[5] 杨云斌；空域管理与评估系统的设计与实现[D].四川大学，2003.

[6] 周其焕.所需导航性能（RNP）概念[J].中国民用航空，1995（5）.

[7] 贺文红.空中交通管制一致性监视技术研究[J].计算机与数字工程，2008（1）.

[8] 陆炫.RVSM实施空域中空管自动化系统建设探讨[J].中国民航飞行学院学报，2009（5）.

[9] 刘渡辉，帅斌，王大海，苏彬.区域导航航路和进离场程序设计分析与仿真[J].交通运输工程与信息学报，2006（3）.

[10] 张明.终端空域扇区规划及运行管理关键问题研究[J].南京航空航天大学，2010.