本發(fā)明涉及空中交通管理技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種近距平行跑道容量的計算方法和裝置。

背景技術(shù)：

近年來，航空流量快速增加，各大航空樞紐機(jī)場通過增加跑道數(shù)量來保證日趨增長的運(yùn)輸需求。早在上個世紀(jì)60年代，美國聯(lián)邦航空局和麥特公司就開始了對平行跑道運(yùn)行研究。最早提出配對進(jìn)近這一思想的是美國學(xué)者h(yuǎn)ammer，他于1999年提出了當(dāng)兩架航空器建立了各自的航向道后，前機(jī)與后機(jī)可以在保持一定斜距的條件下配對進(jìn)近也相繼進(jìn)行了同時進(jìn)近的模擬和評估。隨后在2000年，又研究了儀表氣象條件下的平行配對進(jìn)近。2010年，farrahi提出了一種新的算法來對相關(guān)平行進(jìn)近運(yùn)行模式下的近距平行跑道進(jìn)行排序，通過與遺傳算法的排序情況進(jìn)行對比，凸顯了新算法的排序優(yōu)勢。2011年，美國聯(lián)邦航空局發(fā)放了基于儀表著陸系統(tǒng)微波著陸系統(tǒng)的近距平行跑道相關(guān)進(jìn)近程序文件，這說明美國已正式開始授權(quán)一些機(jī)場進(jìn)行近距平行跑道相關(guān)平行進(jìn)近運(yùn)行，近距平行跑道實現(xiàn)相關(guān)平行進(jìn)近運(yùn)行的可行性和有效性得到了認(rèn)可。2005年我國頒布了《平行跑道同時儀表運(yùn)行管理規(guī)定》，該文件將平行跑道分為遠(yuǎn)距平行跑道、中等間距跑道和近距平行跑道。其中，近距平行跑道為跑道中心線間距在21～760米之間的跑道對；中等間距跑道為跑道中心線間距在760～1300米之間的跑道對；遠(yuǎn)距平行跑道為跑道中心線間距大于1300米的跑道對。

發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中的近距平行跑道容量的計算方法較多地集中在隔離平行運(yùn)行模式平行跑道容量計算下，較少有針對近距平行跑道相關(guān)平行進(jìn)近運(yùn)行模式建立合適的容量計算模型，得到在相關(guān)平行進(jìn)近運(yùn)行模式下的跑道容量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明通過引入錯列進(jìn)近程序和高角度進(jìn)近程序這一概念，研究了近距平行跑道容量的計算方法和裝置，可以為以后我國規(guī)劃實施近距平行跑道提供初期的跑道構(gòu)型方案及可用程序方案。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種近距平行跑道容量的計算方法，包括：

在給定時間段內(nèi)，獲取給定機(jī)場位置的近距平行跑道內(nèi)進(jìn)場/離場航班序列，所述航班序列包括所述航班序列中各航班的進(jìn)場速度和飛行高度；

分別根據(jù)進(jìn)場/離場航班序列中記錄的各航班相繼進(jìn)場順序和相繼離場順序，確定所述進(jìn)場航班序列中的配對進(jìn)場航班以及所述離場航班序列中的配對離場航班，其中，所述配對進(jìn)場航班，包括分別在所述近距平行跑道的兩條跑道上先后進(jìn)入機(jī)場的航班；所述配對離場航班，包括分別在所述近距平行跑道的兩條跑道上先后離開機(jī)場的航班；

根據(jù)確定的所述配對進(jìn)場航班以及預(yù)設(shè)的錯列進(jìn)近程序與高角度進(jìn)近程序，對給定時間段內(nèi)所述近距平行跑道的進(jìn)場容量進(jìn)行計算；

根據(jù)確定的所述配對離場航班，對給定時間段內(nèi)所述近距平行跑道的離場容量進(jìn)行計算；

根據(jù)計算得到的所述近距平行跑道的進(jìn)場容量和離場容量，對所述近距平行跑道混合運(yùn)行時的容量進(jìn)行計算。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中：根據(jù)確定的所述配對進(jìn)場航班以及預(yù)設(shè)的錯列進(jìn)近程序與高角度進(jìn)近程序，對給定時間段內(nèi)所述近距平行跑道的進(jìn)場容量進(jìn)行計算，包括：

當(dāng)預(yù)先設(shè)定所述進(jìn)場航班序列包括航班i、航班j、航班k和航班l(xiāng)，以及航班i和航班j在所述近距平行跑道的一條跑道上著陸且航班k和航班l(xiāng)在所述近距平行跑道的另一條跑道上著陸時，確定航班i和航班k組成配對進(jìn)場航班ij、航班k和航班j組成配對進(jìn)場航班kj以及航班j和航班l(xiāng)組成配對進(jìn)場航班jl；

根據(jù)航班i、航班j、航班k和航班l(xiāng)的進(jìn)場速度和飛行高度，分別確定航班i和航班k到達(dá)所述近距平行跑道的最小到達(dá)間隔時間atik、航班k和航班j到達(dá)所述近距平行跑道的最小到達(dá)間隔時間atkj和航班j和航班l(xiāng)到達(dá)所述近距平行跑道的最小到達(dá)間隔時間atjl；

根據(jù)確定的atik、atkj和atjl，通過公式atij/k(l,h,v)＝max{(1-uij)atij(l)+uijatij(v)；

(1-uik)atik(h)+uikatik(v)+(1-ukj)atkj(h)+ukjatkj(v)}和atkl/j(l,h,v)＝max{(1-ukl)atkl(l)+uklatkl(v)；(1-ukj)atkj(h)+ukjatkj(v)+(1-ujl)atjl(h)+ujlatjl(v)}對配對進(jìn)場航班ij在受航班k影響時的最小到達(dá)間隔時間atij/k以及配對進(jìn)場航班kl在受航班j影響時的最小到達(dá)間隔時間atkl/j進(jìn)行計算；

根據(jù)預(yù)先設(shè)置的航班i、航班j、航班k和航班l(xiāng)發(fā)生的概率pi、pk、pj和pl以及計算得到的atij/k和atkl/j，通過公式和計算所述進(jìn)場航班序列分別到達(dá)所述近距平行跑道中每個跑道的到達(dá)間隔時間和其中，pij/k＝pipkpj；pkj/l＝pkpjpl；

根據(jù)計算得到的和確定近距平行跑道中每個跑道的最終進(jìn)場容量；

其中，l表示縱向；h表示水平-對角；v表示垂直；uij、uik、ukj、ujl和ukl分別表示控制變量，pij/k表示atij/k的發(fā)生概率，pkj/l表示atkl/j的發(fā)生概率；uij、uik、ukj、ujl和ukl通過以下規(guī)則進(jìn)行賦值：

規(guī)則1：

規(guī)則2：

規(guī)則3：

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中：對配對進(jìn)場航班ij在受航班k影響時的最小到達(dá)間隔時間atij/k進(jìn)行計算，還包括：

當(dāng)通過預(yù)設(shè)的錯列進(jìn)近程序與高角度進(jìn)近程序，確定航班i、航班j和航班k的進(jìn)場速度滿足預(yù)設(shè)的速度條件vi≤vk≤vj且航班的相對進(jìn)場速度/飛行高度組合為以下組合之一時：s/h-s/h-s/h、s/h-s/h-f/l、s/h-f/l-f/l、f/l-f/l-f/l時，通過以下公式對atij/k進(jìn)行計算：

其中，s表示慢；f表示快；h表示高；l表示低；θi/j/k分別表示航班i、k與j的軌跡的滑翔傾斜角；分別表示應(yīng)用于配對航班ij、ik與kj的空中交通管制員最小垂直分離規(guī)則；δij表示應(yīng)用于航班ij中的空中交通管制員最小縱向分離規(guī)則；ρik/kj分別表示應(yīng)用于配對航班ik與kj的空中交通管制員最小水平-對角分離規(guī)則；d表示近距平行跑道中心線之間的間隔；vi/k/j分別表示航班i、k與j的進(jìn)場速度。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中：對配對進(jìn)場航班ij在受航班k影響時的最小到達(dá)間隔時間atij/k進(jìn)行計算，還包括：

當(dāng)通過預(yù)設(shè)的錯列進(jìn)近程序與高角度進(jìn)近程序，確定航班i、航班j和航班k滿足如下條件之一時：

航班i、航班j和航班k的進(jìn)場速度滿足預(yù)設(shè)的速度條件vi＞vk≥vj且航班的相對進(jìn)場速度/飛行高度組合為f/l-s/h-s/h；

航班i、航班j和航班k的進(jìn)場速度滿足預(yù)設(shè)的速度條件vi＝vk≤vj且航班的相對進(jìn)場速度/飛行高度組合為s/h-s/h-f/l；

航班i、航班j和航班k的進(jìn)場速度滿足預(yù)設(shè)的速度條件vi>vk＝vj且航班的相對進(jìn)場速度/飛行高度組合為f/l-s/h-s/h；

航班i、航班j和航班k的進(jìn)場速度滿足預(yù)設(shè)的速度條件vi>vk＜vj且航班的相對進(jìn)場速度/飛行高度組合為f/l-s/h-s/h；

通過以下公式對atij/k進(jìn)行計算：

其中，s表示慢；f表示快；h表示高；l表示低；γi/j/k分別表示航班i、j和k的最終進(jìn)場航線長度；θi/j/k分別表示航班i、k與j的軌跡的滑翔傾斜角；分別表示應(yīng)用于配對航班ij、ik與kj的空中交通管制員最小垂直分離規(guī)則；δij表示應(yīng)用于航班ij中的空中交通管制員最小縱向分離規(guī)則；ρik/kj分別表示應(yīng)用于配對航班ik與kj的空中交通管制員最小水平-對角分離規(guī)則；d表示近距平行跑道中心線之間的間隔；vi/k/j分別表示航班i、k與j的進(jìn)場速度。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中：對配對進(jìn)場航班ij在受航班k影響時的最小到達(dá)間隔時間atij/k進(jìn)行計算，還包括：

當(dāng)通過預(yù)設(shè)的錯列進(jìn)近程序與高角度進(jìn)近程序，確定航班i、航班j和航班k的相對進(jìn)場速度/飛行高度組合為f/l-s/h-f/l時，通過以下公式對atij/k進(jìn)行計算：

其中，s表示慢；f表示快；h表示高；l表示低；γi/j/k分別表示航班i、j和k的最終進(jìn)場航線長度；θi/j/k分別表示航班i、k與j的軌跡的滑翔傾斜角；分別表示應(yīng)用于配對航班ij、ik與kj的空中交通管制員最小垂直分離規(guī)則；δij表示應(yīng)用于航班ij中的空中交通管制員最小縱向分離規(guī)則；ρik/kj分別表示應(yīng)用于配對航班ik與kj的空中交通管制員最小水平-對角分離規(guī)則；d表示近距平行跑道中心線之間的間隔；vi/k/j分別表示航班i、k與j的進(jìn)場速度。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第五種可能的實施方式，其中：對配對進(jìn)場航班ij在受航班k影響時的最小到達(dá)間隔時間atij/k進(jìn)行計算，還包括：

當(dāng)通過預(yù)設(shè)的錯列進(jìn)近程序與高角度進(jìn)近程序，確定航班i、航班j和航班k的進(jìn)場速度滿足預(yù)設(shè)的速度條件vi＝vk>vj且航班的相對進(jìn)場速度/飛行高度組合為f/l-f/l-s/h時，通過以下公式對atij/k進(jìn)行計算：

其中，s表示慢；f表示快；h表示高；l表示低；γi/j/k分別表示航班i、j和k的最終進(jìn)場航線長度；θi/j/k分別表示航班i、k與j的軌跡的滑翔傾斜角；分別表示應(yīng)用于配對航班ij、ik與kj的空中交通管制員最小垂直分離規(guī)則；δij表示應(yīng)用于航班ij中的空中交通管制員最小縱向分離規(guī)則；ρik/kj分別表示應(yīng)用于配對航班ik與kj的空中交通管制員最小水平-對角分離規(guī)則；d表示近距平行跑道中心線之間的間隔；vi/k/j分別表示航班i、k與j的進(jìn)場速度。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第六種可能的實施方式，其中：對配對進(jìn)場航班ij在受航班k影響時的最小到達(dá)間隔時間atij/k進(jìn)行計算，還包括：

當(dāng)通過預(yù)設(shè)的錯列進(jìn)近程序與高角度進(jìn)近程序，確定航班i、航班j和航班k的進(jìn)場速度滿足預(yù)設(shè)的速度條件vi<vk>vj且航班的相對進(jìn)場速度/飛行高度組合為s/h-f/l-s/h時，通過以下公式對atij/k進(jìn)行計算：

其中，s表示慢；f表示快；h表示高；l表示低；γi/j/k分別表示航班i、j和k的最終進(jìn)場航線長度；θi/j/k分別表示航班i、k與j的軌跡的滑翔傾斜角；分別表示應(yīng)用于配對航班ij、ik與kj的空中交通管制員最小垂直分離規(guī)則；δij表示應(yīng)用于航班ij中的空中交通管制員最小縱向分離規(guī)則；ρik/kj分別表示應(yīng)用于配對航班ik與kj的空中交通管制員最小水平-對角分離規(guī)則；d表示近距平行跑道中心線之間的間隔；vi/k/j分別表示航班i、k與j的進(jìn)場速度。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第七種可能的實施方式，其中：根據(jù)確定的所述配對離場航班，對給定時間段內(nèi)所述近距平行跑道的離場容量進(jìn)行計算，包括：

當(dāng)預(yù)先設(shè)定所述離場航班序列包括航班m、航班n、航班p和航班q，以及航班m和航班n在所述近距平行跑道的一條跑道上起飛且航班p和航班q在所述近距平行跑道的另一條跑道上起飛時，確定航班m和航班p組成配對離場航班mp以及航班n和航班q組成配對離場航班nq；

通過公式dtmp/n＝dtmn+dtnp計算受離場航班n影響的配對離場航班m與p之間的最小離場間隔時間dtmp/n；

根據(jù)預(yù)先設(shè)置的航班m、航班n和航班p發(fā)生的概率pm、pn和pp，以及計算得到的dtmp/n，通過公式計算所述離場航班序列分別離開所述近距平行跑道中每個跑道的離場間隔時間其中，pmp/n＝pmpppn；

根據(jù)計算得到的確定近距平行跑道中每個跑道的最終離場容量；

其中，dtmn是配對離場航班m與n之間的空中交通管制員最小時間分離規(guī)則；dtnp是航班m與航班n中后面一架航班與航班p和航班q中前面一架航班之間的空中交通管制員最小時間間隔；pmp/n表示dtmp/n的發(fā)生概率。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第八種可能的實施方式，其中：根據(jù)計算得到的所述近距平行跑道的進(jìn)場容量和離場容量，對所述近距平行跑道混合運(yùn)行時的容量進(jìn)行計算，包括：

當(dāng)預(yù)設(shè)在配對進(jìn)場航班kj之間有航班m離場時，航班k和航班j到達(dá)所述近距平行跑道的到達(dá)時間間隔tkj應(yīng)滿足以下公式：

tkj≥atk+(m-1)td+δd/j/vj

當(dāng)預(yù)設(shè)在配對進(jìn)場航班ik與配對進(jìn)場航班jl有航班m離場時，離場容量

根據(jù)計算得到的λd，得到所述近距平行跑道混合運(yùn)行時的容量

其中，atk是配對進(jìn)場航班ik中航班k進(jìn)場的跑道占用時間；δd/j表示給定離場航班與進(jìn)場航班j之間的最小空中交通管制員分離規(guī)則；vj是進(jìn)場航班j的進(jìn)場速度；td是預(yù)設(shè)離場所需時間；λa1和λa2分別表示近距平行跑道中每個跑道的最終進(jìn)場容量；pdm表示配對進(jìn)場航班ik與配對進(jìn)場航班jl的間隔發(fā)生概率；m表示給定離場數(shù)量的配對進(jìn)場航班之間的間隔類型的數(shù)量。

第二方面，本發(fā)明實施例還提供一種近距平行跑道容量的計算裝置，包括：

獲取模塊，用于在給定時間段內(nèi)，獲取給定機(jī)場位置的近距平行跑道內(nèi)進(jìn)場/離場航班序列，所述航班序列包括所述航班序列中各航班的進(jìn)場速度和飛行高度；

配對航班確定模塊，用于分別根據(jù)進(jìn)場/離場航班序列中記錄的各航班相繼進(jìn)場順序和相繼離場順序，確定所述進(jìn)場航班序列中的配對進(jìn)場航班以及所述離場航班序列中的配對離場航班，其中，所述配對進(jìn)場航班，包括分別在所述近距平行跑道的兩條跑道上先后進(jìn)入機(jī)場的航班；所述配對離場航班，包括分別在所述近距平行跑道的兩條跑道上先后離開機(jī)場的航班；

進(jìn)場容量計算模塊，用于根據(jù)確定的所述配對進(jìn)場航班以及預(yù)設(shè)的錯列進(jìn)近程序與高角度進(jìn)近程序，對給定時間段內(nèi)所述近距平行跑道的進(jìn)場容量進(jìn)行計算；

離場容量計算模塊，用于根據(jù)確定的所述配對離場航班，對給定時間段內(nèi)所述近距平行跑道的離場容量進(jìn)行計算；

近距平行跑道容量計算模塊，用于根據(jù)計算得到的所述近距平行跑道的進(jìn)場容量和離場容量，對所述近距平行跑道混合運(yùn)行時的容量進(jìn)行計算。

本發(fā)明實施例提供的近距平行跑道容量的計算方法，通過獲取給定時間段內(nèi)給定機(jī)場位置的近距平行跑道內(nèi)進(jìn)場/離場航班序列，并分別根據(jù)進(jìn)場/離場航班序列中記錄的各航班相繼進(jìn)場順序和相繼離場順序，確定進(jìn)場航班序列中的配對進(jìn)場航班以及離場航班序列中的配對離場航班，然后根據(jù)確定的配對進(jìn)場航班和配對離場航班以及預(yù)設(shè)的錯列進(jìn)近程序與高角度進(jìn)近程序，分別對給定時間段內(nèi)近距平行跑道的進(jìn)場容量以及離場容量進(jìn)行計算，并根據(jù)計算得到的近距平行跑道的進(jìn)場容量和離場容量，得到近距平行跑道混合運(yùn)行時的容量進(jìn)行計算，從而突破了現(xiàn)有技術(shù)中通過減少運(yùn)行對氣象條件的依賴性來近距平行跑道增加容量的方式，可以進(jìn)一步增加近距平行跑道容量，且可以減輕尾流帶對機(jī)場近距平行跑道容量的影響。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1示出了本發(fā)明實施例1所提供的一種近距平行跑道容量的計算方法的流程圖；

圖2a示出了本發(fā)明實施例1所提供的近距平行跑道容量的計算方法中，錯列進(jìn)近程序(錯列進(jìn)近程序)的幾何結(jié)構(gòu)圖；

圖2b示出了本發(fā)明實施例1所提供的近距平行跑道容量的計算方法中，高角度進(jìn)近程序的幾何結(jié)構(gòu)圖；

圖3a示出了本發(fā)明實施例1提供的一種近距平行跑道容量的計算方法中，航班序列ijk以多種進(jìn)場速度以及相對進(jìn)場速度/飛行高度組合方式進(jìn)場時的示意圖之一；

圖3b示出了本發(fā)明實施例1提供的一種近距平行跑道容量的計算方法中，航班序列ijk以多種進(jìn)場速度以及相對進(jìn)場速度/飛行高度組合方式進(jìn)場時的示意圖之二；

圖3c示出了本發(fā)明實施例1提供的一種近距平行跑道容量的計算方法中，航班序列ijk以多種進(jìn)場速度以及相對進(jìn)場速度/飛行高度組合方式進(jìn)場時的示意圖之三；

圖3d示出了本發(fā)明實施例1提供的一種近距平行跑道容量的計算方法中，航班序列ijk以多種進(jìn)場速度以及相對進(jìn)場速度/飛行高度組合方式進(jìn)場時的示意圖之四；

圖3e示出了本發(fā)明實施例1提供的一種近距平行跑道容量的計算方法中，航班序列ijk以多種進(jìn)場速度以及相對進(jìn)場速度/飛行高度組合方式進(jìn)場時的示意圖之五；

圖4示出了本發(fā)明實施例1提供的一種近距平行跑道容量的計算方法中所提出的示例中，機(jī)場布置的簡化方案；

圖5示出了本發(fā)明實施例1提供的一種近距平行跑道容量的計算方法中所提出的示例中，目前目視飛行、儀表飛行、基線常規(guī)進(jìn)近程序與高角度進(jìn)近程序的容量覆蓋曲線；

圖6示出了本發(fā)明實施例1提供的一種近距平行跑道容量的計算方法中所提出的示例中，進(jìn)場航班實施高角度進(jìn)近程序的比例；

圖7示出了本發(fā)明實施例2提供的一種近距平行跑道容量的計算裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本實施例中提出的分析模型明確考慮了在使用相對創(chuàng)新的程序(比如用于進(jìn)場的錯列進(jìn)近程序和高角度進(jìn)近程序、離場的航班配對、以及用于混合運(yùn)行的連續(xù)的跑道使用)時間隔較近的平行跑道的極限容量。在開發(fā)近距平行跑道容量的計算模型時采用以下基本假設(shè)：

a、假設(shè)與基線常規(guī)進(jìn)近程序類似的創(chuàng)新方法錯列進(jìn)近程序和高角度進(jìn)近程序已通過安全試驗，以用于儀表飛行下近距平行跑道容量增加的可能性。

b、給出了近距平行跑道的幾何結(jié)構(gòu)，包括它們的間隔、錯列進(jìn)近程序的交錯距離、最終進(jìn)場航線的長度與跑道著陸出口的位置。

c、跑道進(jìn)場/離場入口。

d、尾流類別與進(jìn)場速度為特征的所有航班均可使用任一跑道。

e、實施錯列進(jìn)近程序和基線常規(guī)進(jìn)近程序的航班，使用標(biāo)稱儀表著陸系統(tǒng)下滑航跡角(3°)；實施高角度進(jìn)近程序和基線常規(guī)進(jìn)近程序的航班，使用高角度儀表著陸系統(tǒng)下滑航跡角(5.5°)(如被認(rèn)證并且標(biāo)稱儀表著陸系統(tǒng)下滑航跡角為3°)。

f、基線常規(guī)進(jìn)近程序/錯列進(jìn)近程序或基線常規(guī)進(jìn)近程序/高角度進(jìn)近程序的分配取決于進(jìn)場序列類型，在后一種情況下，依據(jù)航班的尾流類型、進(jìn)場速度與容量(即認(rèn)證)履行高角度進(jìn)近程序。

g、在每個平行跑道上對相繼進(jìn)場與/或相繼離場的航班進(jìn)行配對。

h、空中管制員在進(jìn)場航班之間實行基于雷達(dá)的縱向與水平—對角及垂直分離規(guī)則。相繼離場的航班與配對進(jìn)場—離場航班通常由空中交通管制員基于時間的分離規(guī)則進(jìn)行分隔。

i、航班抵達(dá)它們規(guī)定航線的指定位置幾乎與管制員預(yù)期的抵達(dá)時間恰好一致。

為便于對本實施例進(jìn)行理解，首先對本發(fā)明實施例所公開的一種近距平行跑道容量的計算方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。

實施例1

本實施例提供一種近距平行跑道容量的計算方法，該方法的執(zhí)行主體是服務(wù)器；上述服務(wù)器，用于通過獲取給定時間段內(nèi)給定機(jī)場位置的近距平行跑道內(nèi)進(jìn)場/離場航班序列，并分別根據(jù)進(jìn)場/離場航班序列中記錄的各航班相繼進(jìn)場順序和相繼離場順序，確定進(jìn)場航班序列中的配對進(jìn)場航班以及離場航班序列中的配對離場航班，然后根據(jù)確定的配對進(jìn)場航班和配對離場航班，分別對給定時間段內(nèi)近距平行跑道的進(jìn)場容量以及離場容量進(jìn)行計算，并根據(jù)計算得到的近距平行跑道的進(jìn)場容量和離場容量，得到近距平行跑道混合運(yùn)行時的容量進(jìn)行計算，從而突破了現(xiàn)有技術(shù)中通過減少運(yùn)行對氣象條件的依賴性來近距平行跑道增加容量的方式，可以進(jìn)一步增加近距平行跑道容量。

參見圖1，本實施例提供的一種近距平行跑道容量的計算方法，包括以下步驟：

步驟100、在給定時間段內(nèi)，獲取給定機(jī)場位置的近距平行跑道內(nèi)進(jìn)場/離場航班序列。

上述航班序列包括航班序列中各航班的進(jìn)場速度和飛行高度。

在錯列進(jìn)近程序和高角度進(jìn)近程序中，空中交通管制員將縱向(即挨次)分離規(guī)則應(yīng)用于在相同進(jìn)場軌跡上的航班，并將水平—對角與/或垂直分離規(guī)則應(yīng)用于在不同(平行)進(jìn)場軌跡上的航班。圖2a和圖2b分別顯示了錯列進(jìn)近程序與高角度進(jìn)近程序分別根據(jù)相同與不同gs角的基本幾何結(jié)構(gòu)，在圖2a和圖2b中，l表示前面飛機(jī)，h表示后面飛機(jī)，tl表示前面飛機(jī)著陸入口，th表示后面飛機(jī)著陸入口。

步驟102、分別根據(jù)進(jìn)場/離場航班序列中記錄的各航班相繼進(jìn)場順序和相繼離場順序，確定進(jìn)場航班序列中的配對進(jìn)場航班以及離場航班序列中的配對離場航班。

其中，配對進(jìn)場航班，包括分別在近距平行跑道的兩條跑道上先后進(jìn)入機(jī)場的航班；配對離場航班，包括分別在近距平行跑道的兩條跑道上先后離開機(jī)場的航班。

步驟104、根據(jù)確定的配對進(jìn)場航班以及預(yù)設(shè)的錯列進(jìn)近程序與高角度進(jìn)近程序，對給定時間段內(nèi)近距平行跑道的進(jìn)場容量進(jìn)行計算。

步驟106、根據(jù)確定的配對離場航班，對給定時間段內(nèi)近距平行跑道的離場容量進(jìn)行計算。

步驟108、根據(jù)計算得到的近距平行跑道的進(jìn)場容量和離場容量，對近距平行跑道混合運(yùn)行時的容量進(jìn)行計算。

綜上所述，本實施例提供的近距平行跑道容量的計算方法，通過獲取給定時間段內(nèi)給定機(jī)場位置的近距平行跑道內(nèi)進(jìn)場/離場航班序列，并分別根據(jù)進(jìn)場/離場航班序列中記錄的各航班相繼進(jìn)場順序和相繼離場順序，確定進(jìn)場航班序列中的配對進(jìn)場航班以及離場航班序列中的配對離場航班，然后根據(jù)確定的配對進(jìn)場航班和配對離場航班以及預(yù)設(shè)的錯列進(jìn)近程序與高角度進(jìn)近程序，分別對給定時間段內(nèi)近距平行跑道的進(jìn)場容量以及離場容量進(jìn)行計算，并根據(jù)計算得到的近距平行跑道的進(jìn)場容量和離場容量，得到近距平行跑道混合運(yùn)行時的容量進(jìn)行計算，從而突破了現(xiàn)有技術(shù)中通過減少運(yùn)行對氣象條件的依賴性來近距平行跑道增加容量的方式，可以進(jìn)一步增加近距平行跑道容量，且可以減輕尾流帶對機(jī)場近距平行跑道容量的影響。

具體地，根據(jù)確定的配對進(jìn)場航班，對給定時間段內(nèi)近距平行跑道的進(jìn)場容量進(jìn)行計算，包括以下步驟(1)至步驟(5)：

(1)當(dāng)預(yù)先設(shè)定進(jìn)場航班序列包括航班i、航班j、航班k和航班l(xiāng)，以及航班i和航班j在近距平行跑道的一條跑道上著陸且航班k和航班l(xiāng)在近距平行跑道的另一條跑道上著陸時，確定航班i和航班k組成配對進(jìn)場航班ij、航班k和航班j組成配對進(jìn)場航班kj以及航班j和航班l(xiāng)組成配對進(jìn)場航班jl；

(2)根據(jù)航班i、航班j、航班k和航班l(xiāng)的進(jìn)場速度和飛行高度，分別確定航班i和航班k到達(dá)近距平行跑道的最小到達(dá)間隔時間atik、航班k和航班j到達(dá)近距平行跑道的最小到達(dá)間隔時間atkj和航班j和航班l(xiāng)到達(dá)近距平行跑道的最小到達(dá)間隔時間atjl；

(3)根據(jù)atik、atkj和atjl，通過公式atij/k(l,h,v)＝max{(1-uij)atij(l)+uijatij(v)；

(1-uik)atik(h)+uikatik(v)+(1-ukj)atkj(h)+ukjatkj(v)}和atkl/j(l,h,v)＝max{(1-ukl)atkl(l)+uklatkl(v)；(1-ukj)atkj(h)+ukjatkj(v)+(1-ujl)atjl(h)+ujlatjl(v)}(1)對配對進(jìn)場航班ij在受航班k影響時的最小到達(dá)間隔時間atij/k以及配對進(jìn)場航班kl在受航班j影響時的最小到達(dá)間隔時間atkl/j進(jìn)行計算；

(4)根據(jù)預(yù)先設(shè)置的航班i、航班j、航班k和航班l(xiāng)發(fā)生的概率pi、pk、pj和pl以及計算得到的atij/k和atkl/j，通過公式和計算進(jìn)場航班序列分別到達(dá)近距平行跑道中每個跑道的到達(dá)間隔時間和其中，pij/k＝pipkpj；pkj/l＝pkpjpl；

(5)根據(jù)計算得到的和確定近距平行跑道中每個跑道的最終進(jìn)場容量；

其中，l表示縱向；h表示水平-對角；v表示垂直；uij、uik、ukj、ujl和ukl分別表示控制變量，pij/k表示atij/k的發(fā)生概率，pkj/l表示atkl/j的發(fā)生概率；uij、uik、ukj、ujl和ukl通過以下規(guī)則進(jìn)行賦值：

規(guī)則1：

規(guī)則2：

規(guī)則3：

當(dāng)前面的航班位于給定配對航班ik與序列ij中時，航班i使rwy1(即近距平行跑道中的一條跑道)成為最終進(jìn)場的跑道。航班k是配對航班ik中后面的一架航班，且在序列kl中前面的航班進(jìn)入rwy2(即近距平行跑道中的另一條跑道)跑道。因此，配對航班ij將在rwy1跑道上著陸，且配對航班kl將在rwy2跑道上著陸。單個航班在各自跑道上的著陸序列分別為i、k、j與l。這就意味著在任何一個程序中，配對航班ij受到航班k的影響，且配對航班kl受到航班j的影響。分別將atij/k與atkl/j設(shè)為配對航班ij在受航班k影響的rwy1跑道入口的最小到達(dá)間隔時間與配對航班kl在受航班j影響的rwy2跑道入口的最小到達(dá)間隔時間。將這些數(shù)值相乘分別等于：atij/k＝atik+atkj和atkl/j＝atkj+atjl。在該表達(dá)式中，atik是序列ik在rwy1/2跑道入口的最小到達(dá)間隔時間；atkj是序列kj在rwy2/1跑道入口的最小到達(dá)間隔時間；atjl是序列jl在rwy1/2跑道入口的最小到達(dá)間隔時間。

在目視飛行下，最小時間atik、atkj、atjl、atij/k與atkl/j應(yīng)保證：(i)當(dāng)t∈(0；t1＝γi/j/vi)時，即當(dāng)航班i位于進(jìn)場點(diǎn)(fag)e1與rwy1著陸入口之間，且當(dāng)t2＝t1+atik時，即直至航班k抵達(dá)rwy2著陸入口，最小空中交通管制員空中分離規(guī)則應(yīng)存在；(ii)航班i必須在航班k穿過rwy2入口前，在rwy1跑道上著陸；航班k必須在航班j穿過rwy1入口前，在rwy2跑道上著陸；航班j必須在航班l(xiāng)穿過rwy2入口前，在rwy1跑道上著陸；即分別為tai≥atik、tak≥atkj以及taj≥atjl；其中tai、tak及taj分別為航班i、k及j的跑道著陸占用時間；在給定案例中，該時間為著陸入口與接地點(diǎn)之間的時間間隔；當(dāng)將平行跑道用于單一跑道時，該時間為著陸入口與跑道出口之間的間隔時間。

在上述步驟3中，uij、uik、ukj是控制變量，如果空中交通管制員縱向分離規(guī)則應(yīng)用于航班序列ij中，且水平—對角分離規(guī)則分別應(yīng)用于配對航班ik與kj，取數(shù)值“0”；否則，取數(shù)值“1”，即，如果空中交通管制員垂直分離規(guī)則分別應(yīng)用于航班序列ij與配對航班ik與kj；ukj、ujl、ukl是控制變量，如果空中交通管制員縱向分離規(guī)則應(yīng)用于航班序列kl中，且水平—對角分離規(guī)則分別應(yīng)用于配對航班kj與jl，取數(shù)值“0”；否則，取數(shù)值“1”，即如果空中交通管制員垂直分離規(guī)則分別應(yīng)用于航班序列kl與配對航班kj與jl。

從步驟3中的公式中可看出，航班ij與kl的到達(dá)間隔時間相互依賴?？刂谱兞縖u]的數(shù)值分配指定了后面一架航班將要實施的程序類型，取決于已經(jīng)分配給給定序列中前面一架航班的進(jìn)近程序。因此，這些數(shù)值意味著需應(yīng)用空中交通管制員分離規(guī)則。在錯列進(jìn)近程序中，取決于航班類型，并且在移位入口的情況下，需要足夠長的著陸距離。至于高角度進(jìn)近程序，將取決于在給定序列中兩架航班的容量，并按照偏移的gs角。在任何情況下，所有航班均可履行基線常規(guī)進(jìn)近程序。因此，步驟(3)中的公式能夠靈活分配兩種方法程序，因此可以成為綜合進(jìn)離場經(jīng)理的一部分。這個表明應(yīng)用于案例中的模型更具靈活性，創(chuàng)新技術(shù)可能使進(jìn)場軌跡(特別是gs角)的幾何結(jié)構(gòu)更加靈活，包括空中交通管制員分離規(guī)則不同組合的應(yīng)用。

下面根據(jù)不同的進(jìn)場速度以及相對進(jìn)場速度/飛行高度組合，對如何計算最小到達(dá)間隔時間作進(jìn)一步描述。

在一些情況下，給定航班序列ijk的到達(dá)間隔時間atij/k的計算用來開發(fā)高角度進(jìn)近程序，假定每個航班類別均可實施高角度進(jìn)近程序與基線常規(guī)進(jìn)近程序。在這種情況下，航班序列kjl也可以同樣實施高角度進(jìn)近程序與基線常規(guī)進(jìn)近程序?？紤]依靠航班序列ikj沿著最終軌跡的航班相對速度，航班ikj之間相互有關(guān)，相對速度或“快”或“慢”，給出了航班序列ijk的8種組合。在前四種組合中，航班i與j被認(rèn)為是“慢”或“快”；航班k被認(rèn)為是“慢”?？赡艿男蛄薪M合為：s–s–s、s–s–f、f–s–s與f–s–f。在后四種組合中，航班k被認(rèn)為是“快”。可能的序列組合為：s–f–s、s–f–f、f–f–s與f–f–f。選擇控制變量u后，將屬性“低”與“高”加入上述每個著陸序列中的每架航班，除屬性f或s。在任何序列中的原則之一為“慢”航班總是履行高角度進(jìn)近程序；“快”航班總是履行基線常規(guī)進(jìn)近程序。航班序列kjl有著類似的組合。圖3a–3e顯示了航班序列ijk以多種進(jìn)場速度以及相對進(jìn)場速度/飛行高度組合方式進(jìn)場時的示意圖。

其中，圖3a顯示了航班i與k履行高角度進(jìn)近程序(uik＝1)，且航班j履行基線常規(guī)進(jìn)近程序時的垂直面方案，即uij＝ukj＝0；此外，如果配對航班jl中的航班l(xiāng)是f/l組合，ujl＝1；如果是s/h組合，ujl＝0；因此，ukl＝ukj＝0，其中，l表示前面飛機(jī)，h表示后面飛機(jī)，tl表示前面飛機(jī)著陸入口，th表示后面飛機(jī)著陸入口。

圖3b顯示了航班i履行基線常規(guī)進(jìn)近程序且航班k與j履行高角度進(jìn)近程序時的垂直面方案，即uij＝uik＝ukj＝0；此外，如果航班l(xiāng)是f/l組合，ujl＝1，如果是s/h組合，ujl＝0；因此，在兩種情況下ukl＝ukj，其中，l表示前面飛機(jī)，h表示后面飛機(jī)，tl表示前面飛機(jī)著陸入口，th表示后面飛機(jī)著陸入口。

圖3c顯示了時間間隔圖。航班i與j履行基線常規(guī)進(jìn)近程序且航班k履行高角度進(jìn)近程序，即uij＝ukj＝0；此外，如果航班l(xiāng)是f/l組合，ujl＝1，如果是s/h組合，ujl＝0；因此，在兩種情況下ukl＝ukj，其中，虛線表示航班i與j履行基線常規(guī)進(jìn)近程序的時間間隔；實線表示航班i與j履行高角度進(jìn)近程序的時間間隔。

圖3d顯示了時間間隔圖。航班i與k履行基線常規(guī)進(jìn)近程序且航班j履行高角度進(jìn)近程序，即uij＝ukj＝1、uik＝0；此外，如果航班l(xiāng)是f/l組合，ujl＝1，如果是s/h組合，ujl＝0；因此，在兩種情況下ukl＝ukj，其中，虛線表示航班i與j履行基線常規(guī)進(jìn)近程序的時間間隔；實線表示航班i與j履行高角度進(jìn)近程序的時間間隔。

圖3e顯示了時間間隔圖：航班i與j履行高角度進(jìn)近程序且航班k履行基線常規(guī)進(jìn)近程序，即uij＝ukj＝1、uik＝0；此外，如果航班l(xiāng)是f/l組合，ujl＝1，如果是s/h組合，ujl＝0；因此，在兩種情況下ukl＝ukj，其中，虛線表示航班i與j履行基線常規(guī)進(jìn)近程序的時間間隔；實線表示航班i與j履行高角度進(jìn)近程序的時間間隔。

通過上面的定義和描述，為了對航班序列ijk以多種進(jìn)場速度以及相對進(jìn)場速度/飛行高度組合方式進(jìn)場時的對配對進(jìn)場航班ij在受航班k影響時的最小到達(dá)間隔時間atij/k進(jìn)行計算，上述對配對進(jìn)場航班ij在受航班k影響時的最小到達(dá)間隔時間atij/k進(jìn)行計算，還包括以下步驟：

當(dāng)通過預(yù)設(shè)的錯列進(jìn)近程序與高角度進(jìn)近程序，確定航班i、航班j和航班k的進(jìn)場速度滿足預(yù)設(shè)的速度條件vi≤vk≤vj且航班的相對進(jìn)場速度/飛行高度組合為以下組合之一時：s/h-s/h-s/h、s/h-s/h-f/l、s/h-f/l-f/l、f/l-f/l-f/l時，通過以下公式對atij/k進(jìn)行計算：

其中，s表示慢；f表示快；h表示高；l表示低；θi/j/k分別表示航班i、k與j的軌跡的滑翔傾斜角；分別表示應(yīng)用于配對航班ij、ik與kj的空中交通管制員最小垂直分離規(guī)則；δij表示應(yīng)用于航班ij中的空中交通管制員最小縱向分離規(guī)則；ρik/kj分別表示應(yīng)用于配對航班ik與kj的空中交通管制員最小水平-對角分離規(guī)則；d表示近距平行跑道中心線之間的間隔；vi/k/j分別表示航班i、k與j的進(jìn)場速度。對配對進(jìn)場航班ij在受航班k影響時的最小到達(dá)間隔時間atij/k進(jìn)行計算，包括以下步驟：

航班i、航班j和航班k的進(jìn)場速度滿足預(yù)設(shè)的速度條件vi＞vk≥vj且航班的相對進(jìn)場速度/飛行高度組合為f/l-s/h-s/h；

航班i、航班j和航班k的進(jìn)場速度滿足預(yù)設(shè)的速度條件vi＝vk≤vj且航班的相對進(jìn)場速度/飛行高度組合為s/h-s/h-f/l；

航班i、航班j和航班k的進(jìn)場速度滿足預(yù)設(shè)的速度條件vi>vk＝vj且航班的相對進(jìn)場速度/飛行高度組合為f/l-s/h-s/h；

航班i、航班j和航班k的進(jìn)場速度滿足預(yù)設(shè)的速度條件vi>vk＜vj且航班的相對進(jìn)場速度/飛行高度組合為f/l-s/h-s/h；

通過以下公式對atij/k進(jìn)行計算：

其中，s表示慢；f表示快；h表示高；l表示低；γi/j/k分別表示航班i、j和k的最終進(jìn)場航線長度；θi/j/k分別表示航班i、k與j的軌跡的滑翔傾斜角；分別表示應(yīng)用于配對航班ij、ik與kj的空中交通管制員最小垂直分離規(guī)則；δij表示應(yīng)用于航班ij中的空中交通管制員最小縱向分離規(guī)則；ρik/kj分別表示應(yīng)用于配對航班ik與kj的空中交通管制員最小水平-對角分離規(guī)則；d表示近距平行跑道中心線之間的間隔；vi/k/j分別表示航班i、k與j的進(jìn)場速度。

當(dāng)通過預(yù)設(shè)的錯列進(jìn)近程序與高角度進(jìn)近程序，確定航班i、航班j和航班k的相對進(jìn)場速度/飛行高度組合為f/l-s/h-f/l時，通過以下公式對atij/k進(jìn)行計算：

其中，s表示慢；f表示快；h表示高；l表示低；γi/j/k分別表示航班i、j和k的最終進(jìn)場航線長度；θi/j/k分別表示航班i、k與j的軌跡的滑翔傾斜角；分別表示應(yīng)用于配對航班ij、ik與kj的空中交通管制員最小垂直分離規(guī)則；δij表示應(yīng)用于航班ij中的空中交通管制員最小縱向分離規(guī)則；ρik/kj分別表示應(yīng)用于配對航班ik與kj的空中交通管制員最小水平-對角分離規(guī)則；d表示近距平行跑道中心線之間的間隔；vi/k/j分別表示航班i、k與j的進(jìn)場速度。

當(dāng)通過預(yù)設(shè)的錯列進(jìn)近程序與高角度進(jìn)近程序，確定航班i、航班j和航班k的進(jìn)場速度滿足預(yù)設(shè)的速度條件vi＝vk>vj且航班的相對進(jìn)場速度/飛行高度組合為f/l-f/l-s/h時，通過以下公式對atij/k進(jìn)行計算：

其中，s表示慢；f表示快；h表示高；l表示低；γi/j/k分別表示航班i、j和k的最終進(jìn)場航線長度；θi/j/k分別表示航班i、k與j的軌跡的滑翔傾斜角；分別表示應(yīng)用于配對航班ij、ik與kj的空中交通管制員最小垂直分離規(guī)則；δij表示應(yīng)用于航班ij中的空中交通管制員最小縱向分離規(guī)則；ρik/kj分別表示應(yīng)用于配對航班ik與kj的空中交通管制員最小水平-對角分離規(guī)則；d表示近距平行跑道中心線之間的間隔；vi/k/j分別表示航班i、k與j的進(jìn)場速度。

當(dāng)通過預(yù)設(shè)的錯列進(jìn)近程序與高角度進(jìn)近程序，確定航班i、航班j和航班k的進(jìn)場速度滿足預(yù)設(shè)的速度條件vi<vk>vj且航班的相對進(jìn)場速度/飛行高度組合為s/h-f/l-s/h時，通過以下公式對atij/k進(jìn)行計算：

其中，s表示慢；f表示快；h表示高；l表示低；γi/j/k分別表示航班i、j和k的最終進(jìn)場航線長度；θi/j/k分別表示航班i、k與j的軌跡的滑翔傾斜角；分別表示應(yīng)用于配對航班ij、ik與kj的空中交通管制員最小垂直分離規(guī)則；δij表示應(yīng)用于航班ij中的空中交通管制員最小縱向分離規(guī)則；ρik/kj分別表示應(yīng)用于配對航班ik與kj的空中交通管制員最小水平-對角分離規(guī)則；d表示近距平行跑道中心線之間的間隔；vi/k/j分別表示航班i、k與j的進(jìn)場速度。

在以上各種對航班序列ijk以多種進(jìn)場速度以及相對進(jìn)場速度/飛行高度組合方式進(jìn)場時的對配對進(jìn)場航班ij在受航班k影響時的最小到達(dá)間隔時間atij/k進(jìn)行計算方法中，定義航班ijkl所有航班分配相同的滑翔傾斜(gs)角θi＝θk＝θj＝θl＝θ。此外，定義航班序列ijk依靠程序類型的最終進(jìn)場軌跡的長度：

(1)γk＝γi+uikzk(16)

(2)γj＝γi+uikukjzk+(1-uik)ukjzj(17)

(3)γl＝γi+uikukjujlzl+uik(1-ukj)ujlzl+(1-uik)ukjujlzl+(1-uik)(1-ukj)ujlzl(18)

在計算得到近距平行跑道中每個跑道的進(jìn)場容量后，下面繼續(xù)對如何計算得到近距平行跑道的離場容量進(jìn)行描述。

考慮到尾流的影響，將近距平行跑道作為單一跑道進(jìn)行離場。在這種情況下，離場容量模型與單一跑道的模型開發(fā)完全一致。然而，如果兩個平行跑道間隔大于1525m時，配對航班進(jìn)行離場是可能的。

根據(jù)確定的配對離場航班，對給定時間段內(nèi)近距平行跑道的離場容量進(jìn)行計算，包括以下步驟：

步驟一：當(dāng)預(yù)先設(shè)定離場航班序列包括航班m、航班n、航班p和航班q，以及航班m和航班n在近距平行跑道的一條跑道上起飛且航班p和航班q在近距平行跑道的另一條跑道上起飛時，確定航班m和航班p組成配對離場航班mp以及航班n和航班q組成配對離場航班nq；

步驟二：通過公式dtmp/n＝dtmn+dtnp計算受離場航班n影響的配對離場航班m與p之間的最小離場間隔時間dtmp/n；

步驟三：根據(jù)預(yù)先設(shè)置的航班m、航班n和航班p發(fā)生的概率pm、pn和pp，以及計算得到的dtmp/n，通過公式計算離場航班序列分別離開近距平行跑道中每個跑道的離場間隔時間其中，pmp/n＝pmpppn；

步驟四：根據(jù)計算得到的確定近距平行跑道中每個跑道的最終離場容量；

其中，dtmn是配對離場航班m與n之間的空中交通管制員最小時間分離規(guī)則；dtnp是航班m與航班n中后面一架航班與航班p和航班q中前面一架航班之間的空中交通管制員最小時間間隔；pmp/n表示dtmp/n的發(fā)生概率。

在得到進(jìn)場容量和離場容量后，可以對近距平行跑道混合運(yùn)行時的容量進(jìn)行計算：因此，根據(jù)計算得到的近距平行跑道的進(jìn)場容量和離場容量，對近距平行跑道混合運(yùn)行時的容量進(jìn)行計算，包括以下步驟：

步驟一：當(dāng)預(yù)設(shè)在配對進(jìn)場航班kj之間有航班m離場時，航班k和航班j到達(dá)近距平行跑道的到達(dá)時間間隔tkj應(yīng)滿足以下公式：

tkj≥atk+(m-1)td+δd/j/vj；

步驟二：當(dāng)預(yù)設(shè)在配對進(jìn)場航班ik與配對進(jìn)場航班jl有航班m離場時，離場容量

步驟三：根據(jù)計算得到的λd，得到近距平行跑道混合運(yùn)行時的容量

其中，atk是配對進(jìn)場航班ik中航班k進(jìn)場的跑道占用時間；δd/j表示給定離場航班與進(jìn)場航班j之間的最小空中交通管制員分離規(guī)則；vj是進(jìn)場航班j的進(jìn)場速度；td是預(yù)設(shè)離場所需時間；λa1和λa2分別表示近距平行跑道中每個跑道的最終進(jìn)場容量；pdm表示配對進(jìn)場航班ik與配對進(jìn)場航班jl的間隔發(fā)生概率；m表示給定離場數(shù)量的配對進(jìn)場航班之間的間隔類型的數(shù)量。

通過以下示例對上述近距平行跑道容量的計算方法作進(jìn)一步描述。

如果將高角度進(jìn)近程序應(yīng)用于某國際機(jī)場，用模型計算出跑道容量。圖4顯示了機(jī)場的簡化平面布置。目前，該機(jī)場有兩對近距平行跑道在運(yùn)行，每對間隔750英尺(即228.75m)。跑道1l/28r的外形尺寸為11,879×200英尺(3618×61m)，且跑道1r/28l的外形尺寸為10,602×200英尺(3231×61m)。跑道間隔使目視飛行下的進(jìn)場與離場同時進(jìn)行，但不能在儀表飛行下同時進(jìn)行。一年里，94％的時間都使用28r/l這對跑道。在目視飛行下運(yùn)行的時間較多，占74％，剩下26％的時間在儀表飛行下運(yùn)行。在儀表飛行下，將兩對平行跑道作為進(jìn)場與離場的單一跑道使用(跑道28r/l的西線計劃及跑道1l/r的東南線計劃)。除了跑道的幾何結(jié)構(gòu)，模型的其它輸入信息如下：在跑道28r/l或1l/r進(jìn)場的航班遵循最終進(jìn)場航線，即，fag與著陸入口之間的距離，el/1與eh/2，與跑道入口tl/1與th/2的長度γh/1＝γl/2＝12nm。如果使用標(biāo)準(zhǔn)gs角(θl＝3°)，航班在fage1/2的高度將為4000英尺。如果使用偏移gs角(θh＝5.5°)，航班的高度將為7000英尺。該差別大于空中交通管制員最小垂直分離規(guī)則(1000英尺)，該規(guī)則可以使特殊尾流/速度組合的配對航班分別在入口大門el/1與eh/2處安全靠近彼此的上方。在相同的任一跑道上或另一對平行跑道上進(jìn)行相繼離場，這取決于風(fēng)況。此外，關(guān)于組合進(jìn)場與離場的需求，將離場航班安插在相繼配對進(jìn)場航班之間。

表1在給定例子中，進(jìn)場航班之間的最小空中交通管制員縱向分離規(guī)則

表2在給定例子中，離場航班之間的最小空中交通管制員分離規(guī)則

機(jī)隊結(jié)構(gòu)如下所示：小型(7％)、大型(52％)、b757(19％)、重型(22％)。特殊航班分類的平均進(jìn)場速度為：小型120kts、大型130kts、b757140kts、重型150kts。

由著陸入口與接地點(diǎn)之間的時間間隔決定的平均跑道著陸占用時間為8s(小型航班)與6s(中型航班、b757與重型航班)。在跑道被用作單獨(dú)跑道使用的情況下，從跑道入口至跑道出口之間相應(yīng)的跑道著陸占用時間為40s(小型航班)、50s(大型航班、b757與重型航班)。平均離場跑道占用時間為30s(小型航班)與40s(大型航班、b757與重型航班)(lmi,2004)。

空中交通管制員將最小縱向、水平—對角與垂直基于雷達(dá)的分離規(guī)則應(yīng)用于進(jìn)場航班之間，并將基于時間的最小分離規(guī)則應(yīng)用于離場航班之間。表4與表5分別列出了進(jìn)場與離場航班之間的空中交通管制員最小—最大縱向分離規(guī)則。

基于雷達(dá)的最小水平—對角分離規(guī)則ρ＝2.5nm。最小垂直分離規(guī)則h＝1000英尺。使用任一跑道的進(jìn)場與離場航班之間的間隔dδ(.)＝2nm。

特殊航班分類的方法程序分配(基線常規(guī)進(jìn)近程序或高角度進(jìn)近程序)根據(jù)以下假設(shè)場景進(jìn)行：場景1意味著只有小型航班可以履行高角度進(jìn)近程序。場景2意味著小型、大型與b757航班可以履行高角度進(jìn)近程序。在兩種場景中，重型航班均不能履行高角度進(jìn)近程序。對比目前的情況，場景1看起來比場景2更現(xiàn)實。

通過計算，圖5與圖6顯示了將模型應(yīng)用于上述輸入信息獲得的結(jié)果。圖5顯示了目前目視飛行與儀表飛行、基線常規(guī)進(jìn)近程序與提議的高角度進(jìn)近程序的容量覆蓋曲線。

當(dāng)前形勢的目視飛行與儀表飛行容量曲線是從faa機(jī)場容量基準(zhǔn)計算中綜合起來的。正如所看到的那樣，按照場景1，如果只有小型航班履行高角度進(jìn)近程序，進(jìn)場容量可能是38架次/小時、組合容量是35架進(jìn)場航班/小時與35架離場航班/小時，且離場容量為70架次/小時。該容量分別比相應(yīng)的當(dāng)前基準(zhǔn)容量(基線常規(guī)進(jìn)近程序)大約高27％、17/5％與0％(faa,2004b)。按照場景2，如果除重型航班之外，所有航班都履行高角度進(jìn)近程序，進(jìn)場容量將為54架次/小時、組合容量為46架進(jìn)場航班/小時與46架離場航班/小時，且離場容量為70架次/小時。該容量分別比當(dāng)前相應(yīng)的儀表飛行容量(基線常規(guī)進(jìn)近程序)大約高80％、53/13％與0％。此外，這些容量分別比當(dāng)前相應(yīng)的目視飛行容量大約低10％、30/9％與0％。

圖6顯示了在機(jī)隊組合中，進(jìn)場容量依賴履行高角度進(jìn)近程序航班的比例。通過假設(shè)更多的航班分類將能夠履行高角度進(jìn)近程序，包括重型航班也能履行高角度進(jìn)近程序的假設(shè)案例，該比例已經(jīng)增加。

正如所看到的那樣，進(jìn)場容量隨著履行高角度進(jìn)近程序航班的比例增加而增加—從30架次/小時(無航班履行高角度進(jìn)近程序)增加至60架次/小時(所有航班都履行高角度進(jìn)近程序)。這種增長約為100％。

表3在給定例子中，進(jìn)場航班的faa縱向分離規(guī)則

表4在給定例子中，離場航班的faa挨次分離規(guī)則

既然應(yīng)用于近距平行跑道的高角度進(jìn)近程序尚不存在，除了一個概念而已，模型的結(jié)果就不能如同錯列進(jìn)近程序案例中那樣進(jìn)行驗證。

綜上所述，通過本實施例提出的上述近距平行跑道容量的計算方法，計算近距平行跑道的最終進(jìn)場、離場與混合運(yùn)行容量。特別是，進(jìn)場模型假設(shè)使用兩個創(chuàng)新的方法程序—錯列進(jìn)近程序(錯列進(jìn)近程序)與高角度進(jìn)近程序(高角度進(jìn)近程序)。由于在特殊航班序列之間，空中交通管制員最小垂直分離規(guī)則替代唯一的挨次水平分離規(guī)則，在儀表飛行下，這兩種方法程序有望增加進(jìn)場容量，因此，可以減輕尾流帶來的影響。在錯列進(jìn)近程序中，所有航班均以標(biāo)準(zhǔn)儀表著陸系統(tǒng)滑翔傾斜(gs)角(3°)接近近距平行跑道。通過適當(dāng)分隔在最后進(jìn)場點(diǎn)的進(jìn)場航班或者通過移動其中一架航班的著陸入口，便可提供空中交通管制員垂直分離規(guī)則。在高角度進(jìn)近程序中，假定航班使用標(biāo)準(zhǔn)儀表著陸系統(tǒng)gs角(3°)或偏移儀表著陸系統(tǒng)gs角(5.5°)，通過兩對儀表著陸系統(tǒng)s或各服務(wù)一個單一跑道的兩個mls提供該角度。由于gs角度不同，在最后進(jìn)場點(diǎn)處便可提供空中交通管制員垂直分離規(guī)則。

對比當(dāng)前的基線常規(guī)進(jìn)近程序，錯列進(jìn)近程序與高角度進(jìn)近程序使用效果如下：

(a)錯列進(jìn)近程序與基線常規(guī)進(jìn)近程序結(jié)合使用，可增加跑道進(jìn)場容量與混合運(yùn)行容量，根據(jù)模型，這種結(jié)合使用比僅僅依靠基線常規(guī)進(jìn)近程序大約增加6％的容量。

(b)與僅使用基線常規(guī)進(jìn)近程序所達(dá)到的容量相比，高角度進(jìn)近程序與基線常規(guī)進(jìn)近程序的結(jié)合使用也顯示了儀表飛行跑道進(jìn)場容量增加的可能性。在給定案例中，當(dāng)只有小型航班履行高角度進(jìn)近程序時，進(jìn)場容量約增加27％、混合運(yùn)行容量約增加17/5％；當(dāng)除重型航班以外，所有航班都履行高角度進(jìn)近程序時，進(jìn)場容量約增加80％、混合運(yùn)行容量約增加53/13％。因此，當(dāng)前目視飛行與儀表飛行容量間的差距將縮小至10％(進(jìn)場容量)與30/9％(混合運(yùn)行容量)。

實施例2

參見圖7，本實施例提供一種近距平行跑道容量的計算裝置，用于執(zhí)行上述的近距平行跑道容量的計算方法，包括：

獲取模塊700，用于在給定時間段內(nèi)，獲取給定機(jī)場位置的近距平行跑道內(nèi)進(jìn)場/離場航班序列，航班序列包括航班序列中各航班的進(jìn)場速度和飛行高度；

配對航班確定模塊702，用于分別根據(jù)進(jìn)場/離場航班序列中記錄的各航班相繼進(jìn)場順序和相繼離場順序，確定進(jìn)場航班序列中的配對進(jìn)場航班以及離場航班序列中的配對離場航班，其中，配對進(jìn)場航班，包括分別在近距平行跑道的兩條跑道上先后進(jìn)入機(jī)場的航班；配對離場航班，包括分別在近距平行跑道的兩條跑道上先后離開機(jī)場的航班；

進(jìn)場容量計算模塊704，用于根據(jù)確定的配對進(jìn)場航班以及預(yù)設(shè)的錯列進(jìn)近程序與高角度進(jìn)近程序，對給定時間段內(nèi)近距平行跑道的進(jìn)場容量進(jìn)行計算；

離場容量計算模塊706，用于根據(jù)確定的配對離場航班，對給定時間段內(nèi)近距平行跑道的離場容量進(jìn)行計算；

近距平行跑道容量計算模塊708，用于根據(jù)計算得到的近距平行跑道的進(jìn)場容量和離場容量，對近距平行跑道混合運(yùn)行時的容量進(jìn)行計算。

綜上所述，本實施例提供的近距平行跑道容量的計算裝置，通過獲取給定時間段內(nèi)給定機(jī)場位置的近距平行跑道內(nèi)進(jìn)場/離場航班序列，并分別根據(jù)進(jìn)場/離場航班序列中記錄的各航班相繼進(jìn)場順序和相繼離場順序，確定進(jìn)場航班序列中的配對進(jìn)場航班以及離場航班序列中的配對離場航班，然后根據(jù)確定的配對進(jìn)場航班和配對離場航班以及預(yù)設(shè)的錯列進(jìn)近程序與高角度進(jìn)近程序，分別對給定時間段內(nèi)近距平行跑道的進(jìn)場容量以及離場容量進(jìn)行計算，并根據(jù)計算得到的近距平行跑道的進(jìn)場容量和離場容量，得到近距平行跑道混合運(yùn)行時的容量進(jìn)行計算，從而突破了現(xiàn)有技術(shù)中通過減少運(yùn)行對氣象條件的依賴性來近距平行跑道增加容量的方式，可以進(jìn)一步增加近距平行跑道容量，且可以減輕尾流帶對機(jī)場近距平行跑道容量的影響。

本發(fā)明實施例所提供的進(jìn)行近距平行跑道容量的計算方法的計算機(jī)程序產(chǎn)品，包括存儲了程序代碼的計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述程序代碼包括的指令可用于執(zhí)行前面方法實施例中所述的方法，具體實現(xiàn)可參見方法實施例，在此不再贅述。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統(tǒng)、裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應(yīng)過程，在此不再贅述。

在本申請所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)、裝置和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，又例如，多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些通信接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機(jī)械或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。

所述功能如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機(jī)設(shè)備(可以是個人計算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：u盤、移動硬盤、只讀存儲器(rom，read-onlymemory)、隨機(jī)存取存儲器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。