北京终端区飞行程序优化设计

靳佳宇

摘要：本论文首先概述了目前国内外有关飞行程序的背景和研究，明确飞行程序优化设计的重要性和合理性;其次对北京终端区的空域结构以及运行概况做了简单介绍;进而通过COORD及CAD软件制图，选取北京终端区内的典型进离场程序进行冲突分析，提出优化的基本原则方法，从高度方面提出优化解决方案;最后，本文对飞行程序的优化问题进行了总结与展望，并给出了一些自己的看法。

第一章  研究内容及方法

本文研究终端区飞行程序优化问题，以北京终端区空域为背景，包括三个组成部分，分别为北京终端区空域结构整体介绍;进离场航图信息的绘制与分析，找出冲突及不合理所在;飞行程序的优化。具体安排如下：

1.搜集北京终端区相关资料信息并分析整理;

2.利用COORD软件对首都机场的相关导航台坐标进行转换;

3.利用CAD软件对进离场航线进行绘制，分析冲突所在;

4.对冲突点提出优化解决方案;

5.总结及展望。

第二章   北京终端区飞行程序优化设计研究基础

2.1  终端区介绍

如图2-1，为终端区基本空域结构示意图。其包括了跑道、塔台管制区域、走廊口、标准进离场航线、等待航线、起始进近（IAF）航段、中间进近（IF）航段、最后进近（FAF）航段、复飞航段等[4]。

2.2  北京终端区的运行及现行安全间隔

首都机场共有三条平行跑道，分别是36L/18R（长3200米宽50米、沥青）、36R/18L（长3800米宽60米、沥青）和01/19（长3800米宽60米、水泥），向南、向北两种运行模式，以向北运行为主。

北京终端区内现行的飞行安全间隔标准如下：

1.雷达水平间隔为6KM;

2.尾流间隔如下表所示：

1）H代表重型机，为最大允许起飞全重大于13600kg的航空器;

2）M代表中型机，为最大允许起飞全重小于等于13600kg，大于等于7000kg的航空器;

3）L代表轻型机，为最大允许起飞全重小于7000kg的航空器。

第三章 北京终端区内飞行冲突分析

3.1  终端区航路点坐标信息

搜集北京终端区导航台及重要点的地理位置信息，利用COORD软件进行大地坐标与平面坐标的转换。

3.2  终端区冲突点分析

3.2.1  向北运行典型冲突点分析

向北运行时，冲突点的分布如图所示。其中蓝色代表进场航线，绿色代表36R离场航线，粉色代表36L离场航线，红色圆圈表示冲突点。

1.36L/36R/01跑道GITUM进场航空器与与36L跑道向东CDY方向离场航空器交叉

进场航空器在由GITUM-AA125的航段高度最低下降到3000米，离场航空器在起飞后AA157至AA161航段高度爬升到3000米，在此期间高度范围重叠，有交叉穿高度风险，存在冲突。2.36L/36R/01跑道KM进场航空器与36R跑道向西方向离场航空器在AA115交叉

从KM进场的航空器由高度4500米下降到AA112点的最低高度3000米，离场航空器在AA154点至少已经到达高度4200米，在AA115点到达5100米，因此二者之间没有潜在的汇聚穿高度风险存在，无冲突。

3.2.2  向南运行典型冲突点分析

向南运行时，冲突点的分布如图所示。其中蓝色代表进场航线，绿色代表36R离场航线，粉色代表36L离场航线，红色圆圈表示冲突点。

1.18L跑道LADIX-8F方向离场航空器与18R跑道LADIX-8H方向离场航空器汇聚

18L跑道航空器起飞后在AA269点高度至少要达到4200米，18R跑道离场航空器在AA243点高度至少达到1800米，在AA179点高度达到5400米，在此期间高度范围重叠，因此离场的航空器之间有汇聚穿高度风险。

2.18L跑道RENOB方向离场航空器与18R/18L/19跑道VYK/BOBAK/ZANGANGZHEN方向进场航空器有交叉点

18L跑道航空器起飞后在AA244点高度最大能达到5400米，进场航空器在AA211-AA212的航段高度在5400米以上，之后开始下降，航空器很有可能在AA211-AA212航段同高度或者高度小于垂直间隔，因此有冲突。

第四章  飞行程序优化研究

4.2  进离港飞行程序典型冲突点优化

1  向北运行冲突点的优化

1.航空器由GITUM进场后保持3600米的高度，离场航空器起飞后在AA157之前高度爬升到3000米，待相遇之后，进场航空器再逐渐下降高度来保证两者之间的安全间隔。

2.36L航空器起飛离场后在航路点AA132以及之后保持最低高度1800米，36R航空器起飞后立即爬升，在AA152达到最低高度2100米。两者建立水平间隔之后，36L航空器继续爬升，在AA163达到指定高度。

2  向南运行冲突点的优化

1.18L跑道航空器起飞后在AA262点高度保持1800米及以上，2700米及以下，18R跑道离场航空器起飞后爬升，在AA262点高度达到3000米及以上，这样使两个离场航空器建立垂直间隔，相遇后建立水平间隔以后，两者继续爬升到指定高度。

2.18L跑道航空器起飞后爬升，在AA211点保持高度5100米及以下，直到在AA244点到达指定高度5400米，BOBAK进场航空器在AA211点之前一直保持5700米的高度，交叉之后建立水平间隔开始下降;VYK/ZANGANGZHEN进场航空器在AA211点之前一直保持5400米的高度，交叉之后建立水平间隔开始下降。

第五章  总结及展望

在未来的北京终端区规划中，将可能提出更多飞行程序优化设计方案，达到确保飞行安全的目的。通过充分利用现有的设备，将北京终端区空域规划和管制有机结合在一起，更好的应对航班量大幅增长带来的流量问题，减少航班延误，提高空域利用率，保证飞行安全。

由于时间、精力及学识有限，在本文相关的研究工作中，仍有许多内容需要不断改进和进一步的研究。飞行程序的运行优化问题涉及空中交通管理、航空器飞行性能与空气动力学、计算机仿真等多个学科的交叉和融合，需要对多个学科展开深入的理论研究和理解;一套成熟的飞行程序优化设计是在经过大量验证和实例分析的基础上建立起来的，因此本文所提高的优化方法还不够成熟和完善。希望在日后的工作中，多对该方案进行验证，使其能得到更加广泛的应用。