一種基于點(diǎn)融合系統(tǒng)的進(jìn)近運(yùn)行方法
【專利摘要】一種基于點(diǎn)融合系統(tǒng)的進(jìn)近運(yùn)行方法。其包括下列步驟：1)確定點(diǎn)融合進(jìn)近飛行程序航路結(jié)構(gòu)；其主要包括:融合點(diǎn)P、排序邊L和定位點(diǎn)D；2)確定點(diǎn)融合進(jìn)近飛行程序基本運(yùn)行方法。本發(fā)明提供的基于點(diǎn)融合系統(tǒng)的進(jìn)近運(yùn)行方法選取了國內(nèi)某一具體機(jī)場(chǎng)研究探討點(diǎn)融合技術(shù)在我國實(shí)施和應(yīng)用的可行性，研究了點(diǎn)融合進(jìn)近程序的設(shè)計(jì)方法，對(duì)下降梯度和區(qū)域容量進(jìn)行了簡單評(píng)估，為實(shí)施連續(xù)下降程序提供了基礎(chǔ)，為我國實(shí)現(xiàn)對(duì)終端區(qū)內(nèi)到港交通流進(jìn)行有序和高效的管理提供一個(gè)有益的參考和借鑒。
【專利說明】
一種基于點(diǎn)融合系統(tǒng)的進(jìn)近運(yùn)行方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于航班運(yùn)行調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于點(diǎn)融合系統(tǒng)的進(jìn)近運(yùn)行 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國民航飛行流量的快速增長，在一些繁忙機(jī)場(chǎng)終端區(qū)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)進(jìn)場(chǎng)航班 擁擠現(xiàn)象，結(jié)果造成航班延誤，額外燃油消耗，環(huán)境污染，管制員工作負(fù)荷增大等影響。終端 區(qū)進(jìn)場(chǎng)航班運(yùn)行調(diào)度的有效管理迫在眉睫。
[0003]目前終端區(qū)管理基于標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)場(chǎng)程序，有傳統(tǒng)雷達(dá)引導(dǎo)模式和區(qū)域?qū)Ш侥Ｊ?，?存在不足:雖然傳統(tǒng)雷達(dá)引導(dǎo)模式運(yùn)行靈活性高，但可預(yù)測(cè)性較低，而且由于管制員和機(jī)組 人員之間通話頻繁，因此工作負(fù)荷大；區(qū)域?qū)Ш匠绦蜻\(yùn)行較簡單，計(jì)劃性強(qiáng)，可預(yù)測(cè)性高，管 制員和機(jī)組人員的工作負(fù)荷較小，但相比雷達(dá)引導(dǎo)模式，運(yùn)行靈活性差，運(yùn)行效率低。因此， 在歐洲，提出了點(diǎn)融合(Point Merge)進(jìn)近程序。該程序能夠有效地將區(qū)域?qū)Ш匠绦蚝瓦B續(xù) 下降進(jìn)近技術(shù)整合起來發(fā)揮其最大效益，同時(shí)用閉環(huán)直飛融合點(diǎn)指令取代目前廣泛使用的 雷達(dá)引導(dǎo)的開環(huán)航向引導(dǎo)指令。
[0004] 點(diǎn)融合的思想是基于早期對(duì)航空器空中間隔的排序與融合的研究，最初設(shè)計(jì)是為 了在高交通流量負(fù)荷下，通過航班管理系統(tǒng)擴(kuò)大徑向引導(dǎo)；2005年10月至2006年6月在歐洲 進(jìn)行了一系列小規(guī)模模擬試驗(yàn)，確定了點(diǎn)融合技術(shù)的可行性、優(yōu)勢(shì)和限制。2006歐洲空管中 心正式提出了Point Merge技術(shù)，采用系統(tǒng)化方法融合進(jìn)場(chǎng)航班流。2007年舉行了點(diǎn)融合程 序設(shè)計(jì)和編碼評(píng)估，驗(yàn)證了點(diǎn)融合程序與當(dāng)前國際標(biāo)準(zhǔn)的一致性。同年，歐中空管中心確定 將在奧斯陸加勒穆恩（2011年）、都柏林(2012年）、羅馬三個(gè)地方進(jìn)行點(diǎn)融合程序的試點(diǎn)。之 后，其他機(jī)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)模擬仿真和試點(diǎn)工作隨后陸續(xù)展開。作為一種創(chuàng)新的技術(shù)，旨在改善 和規(guī)范終端區(qū)業(yè)務(wù)操作，2009年Ivanescu等人利用實(shí)時(shí)仿真航跡，模擬4個(gè)航班流融合，單 跑道降落情況。
[0005] 該技術(shù)在國內(nèi)尚處于理論探索階段，鄒超忠等人2010年在《空中交通管制》中介紹 了該技術(shù)，2012年郝帥針對(duì)廈門空域設(shè)計(jì)了連續(xù)下降進(jìn)近程序。
[0006] 通過研究歐洲空管中心設(shè)計(jì)的點(diǎn)融合技術(shù)，研究和探討該技術(shù)在我國實(shí)施和應(yīng)用 的可行性，針對(duì)具體機(jī)場(chǎng)設(shè)計(jì)點(diǎn)融合程序和基于點(diǎn)融合技術(shù)的航班運(yùn)行方法，該研究將為 我國實(shí)施連續(xù)下降技術(shù)提供基礎(chǔ)，有助于建立具有新一代空中交通管理智能服務(wù)的理論體 系，有效提升我國空管科技研究的理論水平和學(xué)術(shù)層次。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于點(diǎn)融合系統(tǒng)的進(jìn)近運(yùn)行方 法。
[0008] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的基于點(diǎn)融合系統(tǒng)的進(jìn)近運(yùn)行方法包括按順序進(jìn) 行的下列步驟：
[0009] 1)確定點(diǎn)融合進(jìn)近飛行程序航路結(jié)構(gòu);其主要包括:融合點(diǎn)P、排序邊L和定位點(diǎn)D;
[0010] 2)確定點(diǎn)融合進(jìn)近飛行程序基本運(yùn)行方法。
[0011 ]在步驟1)中，所述的融合點(diǎn)P、排序邊L和定位點(diǎn)D為：
[0012] 1.1)融合點(diǎn)P:規(guī)定的一個(gè)定位點(diǎn)，用于對(duì)不同方向的交通流進(jìn)行匯聚整合，形成 一個(gè)航班流，通過該點(diǎn)之后，航班完成排序工作；
[0013] 1.2)排序邊L:近似圓弧的一段預(yù)設(shè)航段，圓心為融合點(diǎn)P，因此航段中各點(diǎn)距融合 點(diǎn)P距離近似相等；用于進(jìn)行航空器飛行路徑的延伸或縮短，替代傳統(tǒng)的馬蹄形等待程序； 其等距特性有助于管制員直觀地對(duì)各航空器間的間隔做出判斷；
[0014] 1.3)定位點(diǎn)D:排序邊L上規(guī)定了若干點(diǎn)，也稱旁切點(diǎn)，用于協(xié)助管制員確定航空器 間的間隔或預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)彎直飛點(diǎn);排序邊L末端的定位點(diǎn)D通常稱為飛越點(diǎn)F，其后銜接一條延伸 航段，用于特殊情況下的航空器自主直飛程序。
[0015] 在步驟2)中，所述的基本運(yùn)行方法包括兩個(gè)主要步驟：
[0016] 步驟2.1)航空器自主沿排序邊L飛行，管制員在發(fā)現(xiàn)當(dāng)前航空器與前一航空器間 隔達(dá)到間隔要求時(shí)，向位于排序邊L的當(dāng)前航空器發(fā)出直飛融合點(diǎn)的指令；
[0017] 步驟2.2)航空器在離開排序邊后通過調(diào)速來保持間隔；
[0018] FMS(飛行管理系統(tǒng))數(shù)據(jù)庫可以對(duì)排序點(diǎn)融合程序進(jìn)行編碼，管制員無需過多干 擾航空器在排序邊上的飛行，僅負(fù)責(zé)發(fā)出直飛指令和在必要時(shí)發(fā)出調(diào)速指令以保持必需的 間隔;這可以有效減少管制員與飛行員的通話次數(shù)，降低管制的工作壓力。
[0019] 本發(fā)明提供的基于點(diǎn)融合系統(tǒng)的進(jìn)近運(yùn)行方法選取了國內(nèi)某一具體機(jī)場(chǎng)研究探 討點(diǎn)融合技術(shù)在我國實(shí)施和應(yīng)用的可行性，研究了點(diǎn)融合進(jìn)近程序的設(shè)計(jì)方法，對(duì)下降梯 度和區(qū)域容量進(jìn)行了簡單評(píng)估，為實(shí)施連續(xù)下降程序提供了基礎(chǔ)，為我國實(shí)現(xiàn)對(duì)終端區(qū)內(nèi) 到港交通流進(jìn)行有序和高效的管理提供一個(gè)有益的參考和借鑒。
【附圖說明】
[0020] 圖1為點(diǎn)融合系統(tǒng)圖例。
[0021] 圖2為某跑道進(jìn)場(chǎng)航路結(jié)構(gòu)。
[0022]圖3為谷歌地球上編輯的點(diǎn)融合進(jìn)近程序earth。
[0023]圖4為機(jī)場(chǎng)跑道點(diǎn)融合程序結(jié)構(gòu)及參數(shù)。
[0024]圖5為垂直剖面示意圖。
[0025]圖6為點(diǎn)融合進(jìn)近程序容量評(píng)估。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的基于點(diǎn)融合系統(tǒng)的進(jìn)近運(yùn)行方法進(jìn) 行詳細(xì)說明。
[0027] 本發(fā)明提供的基于點(diǎn)融合系統(tǒng)的進(jìn)近運(yùn)行方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟：
[0028] 1)確定點(diǎn)融合進(jìn)近飛行程序航路結(jié)構(gòu)
[0029] 點(diǎn)融合進(jìn)近飛行程序的航路結(jié)構(gòu)有別于當(dāng)前的RNAV(區(qū)域?qū)Ш?/RNP(所需性能導(dǎo) 航)程序和雷達(dá)引導(dǎo)程序;如圖1所示，其主要包括:融合點(diǎn)P、排序邊L和定位點(diǎn)D;
[0030] 1.1)融合點(diǎn)P:規(guī)定的一個(gè)定位點(diǎn)，用于對(duì)不同方向的交通流進(jìn)行匯聚整合，形成 一個(gè)航班流，通過該點(diǎn)之后，航班完成排序工作；
[0031] 1.2)排序邊L:近似圓弧的一段預(yù)設(shè)航段，圓心為融合點(diǎn)P，因此航段中各點(diǎn)距融合 點(diǎn)P距離近似相等；用于進(jìn)行航空器飛行路徑的延伸或縮短，替代傳統(tǒng)的馬蹄形等待程序； 其等距特性有助于管制員直觀地對(duì)各航空器間的間隔做出判斷；
[0032] 1.3)定位點(diǎn)D:排序邊L上規(guī)定了若干點(diǎn)，也稱旁切點(diǎn)，用于協(xié)助管制員確定航空器 間的間隔或預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)彎直飛點(diǎn);排序邊L末端的定位點(diǎn)D通常稱為飛越點(diǎn)F，其后銜接一條延伸 航段，用于特殊情況(如通訊失效)下的航空器自主直飛程序；
[0033] 2)確定點(diǎn)融合進(jìn)近飛行程序基本運(yùn)行方法
[0034] 基本運(yùn)行方法包括兩個(gè)主要步驟：
[0035] 步驟2.1)航空器自主沿排序邊L飛行，管制員在發(fā)現(xiàn)當(dāng)前航空器與前一航空器間 隔達(dá)到間隔要求時(shí)，向位于排序邊L的當(dāng)前航空器發(fā)出直飛融合點(diǎn)的指令；
[0036] 步驟2.2)航空器在離開排序邊后通過調(diào)速來保持間隔；
[0037] FMS(飛行管理系統(tǒng))數(shù)據(jù)庫可以對(duì)排序點(diǎn)融合程序進(jìn)行編碼，管制員無需過多干 擾航空器在排序邊上的飛行，僅負(fù)責(zé)發(fā)出直飛指令和在必要時(shí)發(fā)出調(diào)速指令以保持必需的 間隔;這可以有效減少管制員與飛行員的通話次數(shù)，降低管制的工作壓力。
[0038]案例設(shè)計(jì)：
[0039] 點(diǎn)融合進(jìn)近飛行程序設(shè)計(jì)案例選取了某機(jī)場(chǎng)36號(hào)跑道，針對(duì)原有的航線結(jié)構(gòu)，替 換原有進(jìn)近程序，從各條航線的初始進(jìn)近定位點(diǎn)（IAF)到最終進(jìn)近定位點(diǎn)設(shè)計(jì)為點(diǎn)融合進(jìn) 近程序。
[0040] 2.1原有進(jìn)近程序分析
[00411 2.1.1航路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
[0042] 36號(hào)跑道進(jìn)場(chǎng)方向分別為:老糧倉〇^〇、1^1(0、(^^、醴陵〇^)，共有四條進(jìn)場(chǎng) 航線，在IAF點(diǎn)匯聚。4個(gè)方向的航班流在1點(diǎn)匯聚，匯聚過程需要管制員與每架航班進(jìn)行多 次通話，保障航班的前后間隔，沖突靠調(diào)速調(diào)不開則需要航班做傳統(tǒng)等待程序（圖2所示，來 自NAIP)。這必然造成指揮人員工作繁忙，工作壓力大，且飛行員在下降中不停調(diào)速，操作 多，容易造成差錯(cuò)。
[0043] 2.1.2下降梯度特點(diǎn)
[0044] 下降梯度是飛機(jī)單位時(shí)間內(nèi)下降高度h與飛過的地面距離d的比值，通常用D.G (Descent Gradient)表示[9]，即D.G = h/d，是飛機(jī)下降過程中保障飛行安全的一個(gè)重要參 數(shù)。進(jìn)場(chǎng)或進(jìn)近飛行程序設(shè)計(jì)的下降梯度除越障要求外，應(yīng)便于飛行員操作。
[0045] 36號(hào)跑道四條進(jìn)場(chǎng)航線各航段飛行程序的下降梯度如表1所示；
[0046] 36號(hào)跑道進(jìn)近程序只有一個(gè)初始進(jìn)近定位點(diǎn)（Initial Approach Fix，IAF)，按照 10000ft以下最大指示空速250kts(463km/h)計(jì)算，各航段飛行下降梯度如表2所示。
[0047]表1 36號(hào)跑道進(jìn)場(chǎng)航段下降梯度

[0049]表2 36號(hào)跑道進(jìn)近航段下降梯度
[0051]根據(jù)對(duì)36號(hào)跑道進(jìn)場(chǎng)、進(jìn)近航線各航段的下降梯度計(jì)算可見:在不考慮最短穩(wěn)定 距離的前提下，最大下降梯度超過5.2%;中間進(jìn)近航段為平飛段。各設(shè)計(jì)梯度雖然都未超 出程序設(shè)計(jì)的梯度限制標(biāo)準(zhǔn)，但航空器在較大下降梯度狀態(tài)下容易導(dǎo)致不穩(wěn)定進(jìn)近，在平 飛段需要增加發(fā)動(dòng)機(jī)推力，整個(gè)下降過程中可能需要多次改變發(fā)動(dòng)機(jī)推力、調(diào)整下降梯度， 不利于實(shí)施連續(xù)下降進(jìn)近。
[0052] 2.1.3空域周邊限制區(qū)
[0053]某機(jī)場(chǎng)終端區(qū)附近有四個(gè)限制區(qū)，其高度范圍均為地面至12000米，航路旁邊限制 區(qū)和軍航活動(dòng)較多，使得運(yùn)行偏離操作的可能性減小，加大了管制工作的復(fù)雜度。
[0054] 此外，從蘆沖臺(tái)到中間進(jìn)近定位點(diǎn)（Intermediate approach Fix, IF)轉(zhuǎn)彎角度過 大，不利于航空器在進(jìn)近過程中對(duì)正跑道。
[0055] 2.2點(diǎn)融合進(jìn)近程序設(shè)計(jì)
[0056] 2.2.1點(diǎn)融合進(jìn)近程序結(jié)構(gòu)
[0057]根據(jù)航路及地理信息特點(diǎn)和我國飛行程序設(shè)計(jì)要求，在1:5000的地形圖上設(shè)計(jì)了 點(diǎn)融合進(jìn)近程序。為了便于顯示，利用Google earth編程工具，把設(shè)計(jì)最終結(jié)果重新編寫到 Google earth的可視化圖形界面中。圖3為Google earth圖形化顯示結(jié)果。
[0058] 該程序設(shè)計(jì)為具有兩個(gè)平行排序邊的融合點(diǎn)系統(tǒng)，位于機(jī)場(chǎng)的東南方向（圖3右 側(cè)），融合LUMK0和0VTAN及LIG三個(gè)方向的進(jìn)場(chǎng)交通流。而在西南方向（圖3左側(cè)），設(shè)計(jì)有一 條排序邊融合點(diǎn)系統(tǒng)。
[0059] 2.2.2程序設(shè)計(jì)基本思路
[0060] 圖4為東南方向兩條平行排序邊點(diǎn)融合進(jìn)近程序結(jié)構(gòu)。排序邊的位置選擇主要考 慮了進(jìn)場(chǎng)航線和限制區(qū)的范圍限制，依托現(xiàn)有的LUKA0、0VTAN、LIG及LLC定位點(diǎn)，內(nèi)排序邊 比外排序邊高300m，兩條排序邊的水平間隔為eknuLIG方向進(jìn)場(chǎng)的交通流飛至P10旁切點(diǎn)后 沿內(nèi)排序邊飛行，內(nèi)排序邊上依次設(shè)計(jì)了P12，P14旁切點(diǎn)，排序邊的末端為P16點(diǎn);考慮到航 空器在排序邊上飛行時(shí)可能發(fā)生通訊失效等特情，應(yīng)急程序設(shè)計(jì)為航空器飛越所在排序邊 末端航路點(diǎn)后直飛融合點(diǎn)，所以在點(diǎn)融合程序中P16點(diǎn)為飛越點(diǎn)。LUMK0和0VTAN方向進(jìn)場(chǎng)的 交通流先匯聚至P18點(diǎn)然后飛至P17點(diǎn)后沿外排序邊飛行，外排序邊上依次設(shè)計(jì)了 P15，P13 旁切點(diǎn)，排序邊的末端為飛越點(diǎn)P11。
[0061] 排序邊與融合點(diǎn)之間由南、北兩條包絡(luò)線形成一個(gè)類扇形區(qū)域，在管制雷達(dá)顯示 終端，扇形區(qū)域通過距離環(huán)標(biāo)識(shí)（圖4中虛線)加以等距分割，距離環(huán)的作用是通過簡單的標(biāo) 識(shí)協(xié)助管制員對(duì)航空器之間的水平間隔做出直觀而較為準(zhǔn)確的判斷。
[0062] 航空器通過排序邊上偏離執(zhí)行航線飛行，起到等待效果，在扇形區(qū)域繼續(xù)下降高 度并依次飛至融合點(diǎn)。融合點(diǎn)P9為兩條包絡(luò)線的交點(diǎn)，與P8點(diǎn)形成點(diǎn)融合程序的公共航段， 公共航段與36號(hào)跑道五邊延長線夾角為90°，至此點(diǎn)融合程序結(jié)束，航空器轉(zhuǎn)向五邊后可以 正常實(shí)施ILS著陸或者具有Baro-VNAV(氣壓式垂直導(dǎo)航)參考的著陸。
[0063] 36號(hào)跑道左側(cè)單排序邊融合系統(tǒng)用于來自LLC進(jìn)場(chǎng)方向的航空器同時(shí)運(yùn)行使用。 兩套系統(tǒng)的融合點(diǎn)到IF的距離相等，以使在運(yùn)行中，通過防止在左右兩側(cè)的點(diǎn)融合系統(tǒng)的 同一距離環(huán)上同時(shí)出現(xiàn)航空器，防止來自不同方向的航空器在到達(dá)IF時(shí)出現(xiàn)沖突。
[0064] 2.2.3程序參數(shù)的確定
[0065]點(diǎn)融合程序中含有涉及融合點(diǎn)、排序邊、包絡(luò)線、公共航段、轉(zhuǎn)彎角和匯聚角等在 內(nèi)的各類參數(shù)，各參數(shù)包括相應(yīng)的高度、速度和角度等因素，這些因素也都具有各自的制定 標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)需要在立足飛行程序設(shè)計(jì)基本原則的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)?shù)貦C(jī)場(chǎng)和空域條件，綜 合考慮安全、經(jīng)濟(jì)、效率等諸多要素。
[0066] (1)點(diǎn)融合程序范圍尺寸
[0067]根據(jù)長沙進(jìn)近管制區(qū)和進(jìn)場(chǎng)航線的實(shí)際情況，點(diǎn)融合程序選擇設(shè)計(jì)在黃花機(jī)場(chǎng)的 東南方向，為盡可能提高程序運(yùn)行效率，主要程序的結(jié)構(gòu)尺寸控制在40±6km范圍內(nèi)，該值 為進(jìn)近管制區(qū)范圍內(nèi)可能設(shè)置的最大值。
[0068] (2)排序邊相關(guān)參數(shù)
[0069] 考慮到需要融合兩個(gè)方向的進(jìn)場(chǎng)交通流，排序邊設(shè)計(jì)為內(nèi)外兩條，根據(jù)國內(nèi)垂直 間隔標(biāo)準(zhǔn)，兩條排序邊垂直高度差300m，內(nèi)高外低。為盡可能優(yōu)化航空器下降剖面，內(nèi)排序 邊(從P10點(diǎn)到P16點(diǎn)）高度設(shè)計(jì)為黃花機(jī)場(chǎng)的過渡高度2700m，外排序邊(從P17點(diǎn)到P11點(diǎn)） 高度設(shè)計(jì)為2400m。由于雷達(dá)間隔標(biāo)準(zhǔn)為6km，所以在本程序中，兩條排序邊水平間隔設(shè)置為 6km。（圖5所示）
[0070] 由于進(jìn)場(chǎng)交通流切入排序邊的轉(zhuǎn)彎角度較大，為避免航空器連續(xù)實(shí)施大角度轉(zhuǎn) 彎，同時(shí)考慮到6km的雷達(dá)水平間隔標(biāo)準(zhǔn)，排序邊分為三段，每段長度18km，同一分段上可以 同時(shí)運(yùn)行三架航空器;基于點(diǎn)融合程序基本的對(duì)稱原則，分段轉(zhuǎn)彎角度均為23°。
[0071] 為提高點(diǎn)融合程序的效率，便于管制員對(duì)不同方向進(jìn)場(chǎng)的航空器調(diào)整間隔、排序， 根據(jù)機(jī)場(chǎng)限速要求，規(guī)定航空器在進(jìn)入排序邊時(shí)的限速要求。
[0072] (3)匯聚角及融合點(diǎn)相關(guān)參數(shù)
[0073] 根據(jù)進(jìn)場(chǎng)航線、南北兩條包絡(luò)線的長度，以及程序?qū)ΨQ性要求，匯聚角設(shè)計(jì)為70°， 融合點(diǎn)P9至P8的公共航段位于融合點(diǎn)扇形結(jié)構(gòu)的等分線上，長度8km，與36號(hào)跑道五邊延長 線夾角為90°。根據(jù)航段長度、障礙物限制、以及CDA運(yùn)行的要求，融合點(diǎn)高度設(shè)定為1600m， 公共航段兩處轉(zhuǎn)彎的最短穩(wěn)定距離為2524米，航段設(shè)計(jì)長度符合PBN程序最短穩(wěn)定距離的 要求。
[0074] (4)距離環(huán)間距參數(shù)
[0075] 作為協(xié)助管制員對(duì)航空器水平間隔做出直觀判斷的設(shè)計(jì)，點(diǎn)融合程序中的距離環(huán) 并不是程序本身的組成部分，而僅僅是出現(xiàn)在管制員顯示終端的一種圖示工具。根據(jù)雷達(dá) 管制下的尾流間隔最低標(biāo)準(zhǔn)，前、后分別為重型機(jī)和中型機(jī)時(shí)的尾流間隔標(biāo)準(zhǔn)為l〇km，所以 將距離環(huán)間距設(shè)計(jì)為l〇km。
[0076] 點(diǎn)融合進(jìn)近程序評(píng)估 [0077] 3.1進(jìn)近航段梯度評(píng)估
[0078]表3點(diǎn)融合程序各航段下降梯度
[0080] 36號(hào)跑道使用點(diǎn)融合程序后，LUMK0、0VTAN和LIG三個(gè)方向設(shè)計(jì)有兩個(gè)工IAF，分別 為P18點(diǎn)（高度2700米)和LIG點(diǎn)（高度3600米）。點(diǎn)融合程序結(jié)束于P9點(diǎn)（高度1600米），其后 設(shè)計(jì)有一個(gè)公共航段與五邊延長線銜接?，F(xiàn)根據(jù)程序結(jié)構(gòu)及相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)各航段下降梯 度進(jìn)行分析對(duì)比。
[0081 ]新程序中間進(jìn)近航段下降梯度為3 %，梯度連續(xù)平穩(wěn)，變化少，便于操作。FAF之后， 由于高度和距離的限制，航空器的下降梯度達(dá)到5.2%，恰好滿足標(biāo)準(zhǔn)的3°下滑角。整個(gè)過 程有利用實(shí)施CDA運(yùn)行。
[0082] 3.2靜態(tài)容量評(píng)估
[0083] 不同航向的航空器，通過點(diǎn)融合程序匯聚到融合點(diǎn)，匯聚過程中垂直間隔可能小 于300m的最低垂直間隔標(biāo)準(zhǔn)，因此航空器必須在匯聚之前已經(jīng)保持了足夠的前后間隔。這 里設(shè)置航班在點(diǎn)融合系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，從排序邊收到"direct to"指令時(shí)就已經(jīng)與前機(jī)保持了 10km或其以上的間隔。按此標(biāo)準(zhǔn)對(duì)點(diǎn)融合程序進(jìn)行流量評(píng)估。（圖6所示）
[0084] 根據(jù)示意圖可知:包絡(luò)線長度為40千米，航空器縱向間隔10千米，所以點(diǎn)融合程序 可同時(shí)容納的航空器數(shù)量為：
[0085] 40km+10km+l = 5(架）
[0086]假設(shè)平均進(jìn)近速度為465km/h，則航空器在點(diǎn)融合程序包絡(luò)線范圍內(nèi)的運(yùn)行時(shí)間 為：
[0087] 40km + 465km/h X 60min = 5 · 16min
[0088] 即航空器從進(jìn)入內(nèi)排序邊到飛至融合點(diǎn)的時(shí)間為5.16分鐘。
[0089] 考慮外排序邊與內(nèi)排序邊的水平間隔為6千米，故位于外排序邊上的航空器還需 要飛行4千米才能與剛從內(nèi)排序邊脫離的航空器保持安全間隔，所需時(shí)間為：
[0090] 4km + 465km/h X 60min = 0 · 52min
[0091 ]因此，該點(diǎn)融合程序的最大小時(shí)流量為：
[0092] 60min+(5.16min+0.52min) Χ6 = 63·3
[0093] 即在不考慮排序邊上還有更多運(yùn)行航空器的情況下，點(diǎn)融合程序每小時(shí)至少可以 通過航空器63架次。
[0094] 根據(jù)長沙進(jìn)近管制月度運(yùn)行態(tài)勢(shì)統(tǒng)計(jì)，目前進(jìn)場(chǎng)高峰架次為17架/小時(shí)。點(diǎn)融合程 序結(jié)構(gòu)不僅可以滿足跑道高峰架次的要求和三個(gè)航路點(diǎn)同時(shí)達(dá)到高峰架次的單位時(shí)間流 量，是機(jī)場(chǎng)高峰架次的3.7倍，而且還有進(jìn)一步提升單位時(shí)間流量的潛力，可以應(yīng)對(duì)未來流 量增加的局面。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于點(diǎn)融合系統(tǒng)的進(jìn)近運(yùn)行方法，其特征在于：所述的基于點(diǎn)融合系統(tǒng)的進(jìn)近 運(yùn)行方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟： 1) 確定點(diǎn)融合進(jìn)近飛行程序航路結(jié)構(gòu);其主要包括:融合點(diǎn)P、排序邊L和定位點(diǎn)D; 2) 確定點(diǎn)融合進(jìn)近飛行程序基本運(yùn)行方法。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于點(diǎn)融合系統(tǒng)的進(jìn)近運(yùn)行方法，其特征在于:在步驟1)中， 所述的融合點(diǎn)P、排序邊L和定位點(diǎn)D為： 1.1) 融合點(diǎn)P:規(guī)定的一個(gè)定位點(diǎn)，用于對(duì)不同方向的交通流進(jìn)行匯聚整合，形成一個(gè) 航班流，通過該點(diǎn)之后，航班完成排序工作； 1.2) 排序邊L:近似圓弧的一段預(yù)設(shè)航段，圓心為融合點(diǎn)P，因此航段中各點(diǎn)距融合點(diǎn)P 距離近似相等；用于進(jìn)行航空器飛行路徑的延伸或縮短，替代傳統(tǒng)的馬蹄形等待程序;其等 距特性有助于管制員直觀地對(duì)各航空器間的間隔做出判斷； 1.3) 定位點(diǎn)D:排序邊L上規(guī)定了若干點(diǎn)，也稱旁切點(diǎn)，用于協(xié)助管制員確定航空器間的 間隔或預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)彎直飛點(diǎn)；排序邊L末端的定位點(diǎn)D通常稱為飛越點(diǎn)F，其后銜接一條延伸航 段，用于特殊情況下的航空器自主直飛程序。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于點(diǎn)融合系統(tǒng)的進(jìn)近運(yùn)行方法，其特征在于:在步驟2)中， 所述的基本運(yùn)行方法包括兩個(gè)主要步驟： 步驟2.1)航空器自主沿排序邊L飛行，管制員在發(fā)現(xiàn)當(dāng)前航空器與前一航空器間隔達(dá) 到間隔要求時(shí)，向位于排序邊L的當(dāng)前航空器發(fā)出直飛融合點(diǎn)的指令； 步驟2.2)航空器在離開排序邊后通過調(diào)速來保持間隔； FMS(飛行管理系統(tǒng))數(shù)據(jù)庫可以對(duì)排序點(diǎn)融合程序進(jìn)行編碼，管制員無需過多干擾航 空器在排序邊上的飛行，僅負(fù)責(zé)發(fā)出直飛指令和在必要時(shí)發(fā)出調(diào)速指令以保持必需的間 隔;這可以有效減少管制員與飛行員的通話次數(shù)，降低管制的工作壓力。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK105868448SQ201610173219
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月24日
【發(fā)明人】趙向領(lǐng), 晁綿博, 李鵬程, 雷碧玉
【申請(qǐng)人】中國民航大學(xué)