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浅析兰州终端区的空域结构设计

  • 投稿玛丽
  • 更新时间2015-09-23
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汤志斌

(民航甘肃空管分局,甘肃 兰州 730050)

【摘 要】本文以兰州终端区的空域结构设计为核心,立足于空域运行的现状,深刻分析了现存的问题,借鉴了欧美终端区设计的先进理念,设计了终端区空域结构设计的方案,同时提出划设扇区以及布局席位的建议。

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关键词 终端区;空域结构设计;范围;扇区;进离场;席位

0 引言

近年来,兰州地区的航空运输业发展迅猛。航空运输旅客吞吐量和年起降架次平均增长都超过 15%,位列全国领先地位。随着甘青宁加大基础设施建设步伐,多跑道机场已经成为发展趋式。而兰州地区作为低空开放的试点,极大地刺激了通航产业的蓬勃发展。此外,随着国防建设的不断增强及周边国际环境的影响,辖区内军事飞行活动也在不断增长,空域资源的差异化分类和精细化管理需求极其迫切。为此,如何从静态战略层面进行兰州终端区的统筹规划,更好地满足军民航空域规划的使用需求,同时加强PBN、ADS-B等新技术的引进应用,对于提高兰州地区的空域资源使用效率意义重大。

1 相关概念

按照国 际 民 航 组 织 ( ICAO )以 及 欧 控 组 织(EUROCONTROL)空域规划和飞行程序设计等相关技术标准和材料的定义。

1.1 终端管制区

通常是指在两个或以上机场附近的航路航线汇合处划设的、便于进离场的航空器飞行的管制空域。它具有确定的水平和垂直范围,由专门的管制单位提供空中交通管制服务,是高空或者中低空管制空域与机场管制地带之间的连接部分。

1.2 终端区空域设计

是指由具体的空中交通运行需求所引发的、对特定终端区空域进行调整优化的工作,以满足近期终端区空域运行的特定目标。主要包括空域结构设计、飞行程序设计、空中交通管制服务设计和空域分类等4个方面。

1.3 空域结构设计

是指设计机场进离场航线、等待航线\等待区域、目视飞行航线的走向、布局和位置等,以及划设终端管制区范围及管制扇区等。

2 空域运行现存问题

近年来,兰州地区的空域结构、航路航线进行过局部的调整,从一定程度上缓解了兰州地区的飞行压力。但是,随着兰州地区飞行流量的迅猛增长,现有的空域结构不仅限制了空域的容量,更是增加了飞行的冲突矛盾。主要体现在以下几个方面:

2.1 运行体制不合理

目前, 兰州辖区内有军用机场8个,密集于民航机场和航路航线周围。例如,榆中(军航)机场距离中川机场85公里,临洮(军航)机场也只有126公里。辖区内军用飞机由空军实施指挥,民用飞行由民航实施指挥。这种条块分割、静态管理模式导致空管运行保障质量和效率都不高,存在很多不安全因素。另外,随着民航的快速发展对空域的需求也越来越大,军航随着国防战略的转移和新型武器装备的配备,对空域使用的要求也越来越高。所以,如何充分利用有限的空间资源,平衡民航与军航之间的需求矛盾,已经成为目前亟待解决的重要课题。

2.2 空域结构不合理

兰州管制区内密集分布着15个民用机场,这些机场各自为政,规划独立的进离场航线。例如,中川机场距离西宁机场140公里,距离中卫机场178公里。这种空域布局的密集无序性使得机场间进离场航线交错重叠,导致进近空域狭小,冲突矛盾不能得到有效的化解,同时造成扇区间协调难度增加,飞行人员地空通信频率转换频繁,容易产生差错,对保证飞行安全是非常不利的.

2.3 缺乏统一的流量管理

兰州地区没有统一的流量管理系统,辖区内各个机场为追求时间效益最大化,人为形成了黄金时段的流量高峰,从而加大了区域内的拥堵状态。另外,辖区内的飞行流量主要集中于甘青宁三大机场,占总飞行流量80%。因此,只有在时间效益和安全效益之间找出最佳切入点,统一流量管理,实现协同放行,优化放行程序,才能提高工作效率,保障航班的正常率。

2.4 低空空域改革滞后

低空空域的使用对象主要是通用航空。目前兰州地区航空摄影、航空旅游等通用航空发展势头良好,尤其是中卫、固原等机场入驻航校后,飞行训练量逐年上升,2014年的月均架次都超过2000架次。但是,由于通用航空飞行高度低,速度慢,经常跨区域作业,对辖区内的公共运输造成一定影响。其次,低空空域里的飞行活动呈现多样化、复杂化的趋势,军民航目前的目标探测、识别和防御体系都难以掌控,不利于动态监控,在一定程度上加大了空防的安全压力。

2.5 管制设备基础薄弱

由于地理位置和历史发展的多重原因,兰州地区的导航、监视等基础设施发展严重滞后。目前,兰州区域只有13部的空管二次雷达,局部的航路航线实施的是程序管制;辖区内仅有兰州进近实现了雷达管制,西宁、银川进近则是程序管制。因此,兰州地区现有的保障能力以及运行效率都滞后于航空运输的发展,在未来一段时间内将成为阻碍空管事业前进的拦路虎。

基于上述原因,兰州终端区的建设成为必然。通过设立终端区,不仅可以优化现行的空域结构,更是彻底弥补了运行体制的缺陷,同时兼顾到军队与国家安防的需要,不仅确保了地区安全,同时促进了辖区内航空业一体化、规范化、标准化发展进程。

3 终端区的空域结构设计

终端区的空域结构设计由于空中交通运行需求、空域结构的不同而有差异,但基本划设内容都是一致的,包括:确定终端区水平范围、垂直范围;评估终端区内飞行交通流量;确定终端区的扇区;飞行程序设计等等。

3.1 终端区的水平范围

兰州终端区的空域结构设计主要是为了解决兰州、西宁两个民用机场的进离场矛盾,调配兰州机场与榆中、临洮两个军航机场之间的飞行冲突,满足中卫、固原等机场通用航空发展的需求以及解决空域内众多的汇聚冲突。因此,终端区的水平范围是以中川机场为圆心,半径300公里的区域。包括兰州中川、西宁曹家堡、中卫香山、固原六盘山四个民用机场;临洮、榆中和武威三个空军机场。辖有兰州、西宁两个进近空域;一个兰州军航管制分区以及军航限制区11个。拥有B215、G470、B330等航路航线34条,主要汇聚冲突点JTA、XIXAN、P242、JIG、ELBAD五个。

3.2 终端区的垂直范围

根据民航局 2009年和2013年关于设立兰州、西宁进近管制区的批复文件, 参考2015年西安区管高空接管的方案以及移交后兰州中低空的布局,同时考虑到兰州、西宁机场位于黄土高原及丘陵地区,航路航线安全高度较高,现有的进离场程序对航空器的要求较高,可以将兰州终端区垂直范围的上限划设为高度6600 米(含)。同时因为区域内有兰州、西宁两个机场弧半径为 13公里的机场管制地带,因此终端区的下限设为地面450米以上。

3.3 评估终端区内的飞行交通流量

按照辖区内四个机场现有的以及预期的飞行交通流量,其中兰州、西宁的流量分别占45%、30%,而固原、中卫则占到15%、10%。将终端区划设为四个空域,分别为兰州、西宁、中卫和固原空域,分别负责本区域内的进离场、五边排序、汇聚冲突调配以及与航路航线的衔接。

3.4 确定终端区的扇区

按照兰州地区现行的空域结构、辖区内机场布局、跑道情况以及飞行流量分布的特点,同时结合辖区内航路航线的数量、繁忙程度、使用性质、飞行特点和汇聚点的数量以及位置,利用平面几何象限法、高度将4个管制空域划设为14个管制扇区,水平范围如图1所示。

兰州空域6个扇区,垂直范围以4800米为界,分为2个东西高扇和4个低扇.西宁空域4个扇区,2个东西外扇,垂直范围为地面450米至6600米(含);2个南北内扇,水平范围以跑道中心点为原点,40*60的矩形区域,垂直范围为3100(不含)至4200米(含)。中卫、固原空域都以4800米为界,各有1个低扇和高扇。

机场的管制地带:兰州、西宁机场的水平范围以机场跑道的两端入口为圆心,13 公里为半径的弧及相邻弧线之间的切线围成的区域。垂直范围分别为机场修正海平面气压2700米(含)、3100米(含)以下;固原、中卫机场的水平范围以机场跑道的两端入口为圆心,10公里为半径的弧及相邻弧线之间的切线围成的区域。垂直范围分别为机场修正海平面气压3600米(含)、1900米(含)以下。

3.5 终端区的飞行程序设计

终端区的飞行程序设计主要是兰州、西宁机场进离场航线的优化调整。目前,两个机场的进出港主要集中在景泰、P242、静宁以及XIXAN四个点,特别是静宁方向,因涉及到与西安机场起降航班的协调,管制的压力很大。其次,辖区内95%以上航班仍然在同一条航线上对头穿越,存在很大的安全隐患。结合终端区的建设,对兰州、西宁进离场航线进行优化,实现西安、成都、北京以及新疆及其以远方向的进离场分离,增加安全裕度。进离场航线调整如图2所示。

新辟进离场航线9条:固原—P4—兰州,固原—P242—西宁,IKISI—兰州等;

对外开放兰州—夏河的进离场航线,升格西宁—OMBON为进场航线并对外开放;

调整兰州至银川及其以远、西安及其以远至兰州以及西宁至新疆及其以远等航班走向共12个。

3.6 终端区的席位划设

终端区内的席位设置按照功能需求,主要设为管制、运行功能、备份、技术支持和培训席位五大类。管制席、协调席的设置应与管制扇区一一对应;备份席位按照与管制扇区1:4的比例配置,作为应急情况的处理手段。培训席位的设置主要是针对管制员的年度模拟机复训,用于增加培训的真实性、针对性。

运行功能席位应该设置总主任席、流量管理席等12种。其中主任席、流量管理席和放行席按照空域数量配备;非侵入区监控席和五边管制席是为增强监控的有效性和准确性,至少应各配备一个;军方管制席是特别要设置的席位,它是实施军民航联合办公,统一管制,统一间隔,实现实时协调的必要途径。

3.7 终端区的远期规划

终端区建设是一项涉及范围广泛的巨额项目,投资大、建设周期长,不可能一蹴而就。而且随着国家新一轮西部大开发战略和十三五战略规划的逐步落实,兰州地区总体规划未来建设机场33个,包括续建、改扩建、新建项目。因此,兰州终端区的范围将扩大,扇区将更为细化,席位功能将更加强大,最终将实现空域管理的一体化、精细化、科学化。

4 结束语

总体来讲,兰州终端区的建设将形成兰州地区军民航一体化的保障体系,实现军民航的实时协调,减小空域的限制,扩充空域的容量,降低安全的隐患,大大提高地区飞行安全的系数。同时实现了辖区内的协同放行,统一的流量管理,提升了空管保障的服务品质,增强了机场和航空公司的运营能力。通过采用国际的技术和标准,借鉴国外先进的理念和经验,为航管系统的国际规范化做出了有力的贡献,加速了我国民航事业国际化、规范化的进程。

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参考文献

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[5]民航空管系统管制单位工作席位功能和设置规范[Z].(暂行)中国民用航空局空中交通管理局.

[6]国务院中央军委关于深化我国低空空域管理改革的意见.国发〔2010〕25号.

[责任编辑:邓丽丽]