西安机场航空器同步推开模式的探索与分析

□ 西安咸阳国际机场 王 凯/文

随着我国民用航空业持续发展,快速增长的客运和货运需求给机场运行带来了极大的挑战,机场航空器场面运行拥挤问题日益凸显。相关研究表明,产生拥挤的主要原因在于:一是国内经济的发展推动了民航运输业的发展,航空公司机队规模的扩充;
二是机场容量的提升未能跟上交通流量的增长,这也是拥挤产生的最根本的原因。基于民航运输业务量的不断增加,增加跑道、扩建机场已成为许多机场解决此问题的举措。航空器场面运行过程作为一个整体,机场航空器场面运行优化成为短期内缓解场面运行冲突、保障滑行安全、提高滑行效率、减少地面延误重要的途径。同时,在实际运行中,延迟登机、登机后在停机位等待、航空器推出开车后在停机坪等待等成为解决延误的主要方法。在繁忙机场,航空器推出开车后由于滑行冲突、起降冲突等问题难免会出现开车后等待时间过长的现象,这样不仅会占用滑行道,影响其他航班飞行,更容易造成航班延误,增加燃油消耗,造成运行成本的提高。因此,优化航空器推出开车流程,减少航空器推出后长时间占用滑行道,对于提升机场运行效率变得至关重要。

为充分挖掘运行保障能力,提升地面运行效率,西安咸阳国际机场(以下简称“西安机场”)于2020年8月4日首次试行“航空器同步推开”模式,将航空器由先推出再开车的传统模式,优化为推出开车同步进行模式,直接缩短推出开车时间,减少了航空器在机坪内推出后的等待时间。试运行前,西安机场组织相关航空公司召开专题会议,提出潜在风险和管控建议,完善同步推开前的风险评估工作。试运行以来,航空器地面运行安全风险可控,航空器地面滑行效率提升明显,平均推出开车时间缩短1.28分钟,提升幅度达31%。

“航空器同步推开”模式在国内已经得到了一定程度的推广和试行。2019年10月15日,海口美兰机场全面实施航空器机位同步推开运行模式,相较于传统运行模式,同步推开单次可节省近3分钟的地面滑行时间,对于提高航班正常性、提升运行品质意义重大;
2020年5月,乌鲁木齐国际机场持续开展的“优化地面滑行路线”专项课题研究,召开推行同步推开程序协调会,力争高效完成地面保障的“最后一棒”;
2021年3月,呼和浩特机场经过半年的试运行验证,实施同步推开后,平均每个航班节省约2分钟,对缩短航班地面滑行时间起到了显著作用。为全面推进同步推开程序,现已对所有在本场运行的航班实施同步推开程序。

众所周知,航空器从推出开车到滑出的整个过程需要管制员、机组、机务三方的协同配合。航空器实行同步推开程序后,对三者的配合程度要求更高,对信息传递、人员站位、发动机启动时机也提出了更高的要求,若不妥善处理可能带来一定的运行风险,常见问题表现为:推出过程中发动机处于运转状态,人员站位、转弯角度等因素会导致地面机务人员存在被发动机吸入的伤亡风险;
推出过程中受发动机推力反作用影响,航空器对牵引杆、拖车对牵引杆间存在双向作用力,容易导致牵引杆损坏,严重者诱发航空器起落架受损;
边推边开过程中,发动机处于运转状态,容易吸入碎石等FOD的风险增高,且尾流容易造成其他航空器、车辆、设备、人员发生意外。

因此,实施“航空器同步推开”之前,对以上风险进行评估是确保该模式安全可行的重要环节。风险评估旨在通过明确运行模式和实施规范,建立分工合理、责任明确、高效协同的运行机制,确保同步推开运行全过程安全可控之后,再探索“航空器同步推开”模式对提升机场地面运行效率的提升是否切实可行。西安机场联合航空公司等涉及同步推开相关单位,制定完善的工作计划,明确机位资源、适用机型范围及各成员单位的各环节的责任划分,从“人、机、环、管”四个维度,开展同步推开风险评估工作,识别危险源,制定了相应的风险缓解措施,确保同步推开运行风险可控。

随着“航空器同步推开”工作在西安机场按计划有序推进,下文根据同步推开对航班保障流程优化的直接结果,选取重点运行指标进行科学、系统地分析,研究探索同步推开模式在西安机场全面应用后对地面运行效率的提升。

根据同步推开工作计划安排,选取西安机场2020年8月4日至2020年9月4日海航(HU)南航(CZ)春秋(9C)三家航空公司航空器推开数据统计为样本,分析得出航空器正常推出到滑出平均用时4分3秒,航空器从单发启动开始推出到滑出平均用时2分45秒,同步推开模式节约时间1分17秒,具体如表1所示。

表1:实施同步推开后航空公司平均节约用时

“航空器同步推开”的实施,最直接影响是航空器推出开车时间的缩短,依据实施同步推开的航班每架次可以节省约1.28分钟的保障时间。结合机场实际运行,选取航班靠桥率、放行正常率、廊桥周转量、机坪运行冲突四个机场核心运行指标为评价对象,对实施同步推开后,各项指标的优化进行定量分析和定性评估。

(一)对机场航班靠桥率的优化

航班靠桥率是指规定时间段内靠桥航班架次占总航班架次的比例,是评价航班靠桥情况和廊桥使用率的重要指标之一。以西安机场2018年至2019年执行航班架次为例,假设所有出港靠桥航班均实施同步推开,经推算,2018年全年节省航班保障时间140354.56分钟,日均节省航班保障时间384.53分钟,2019年全年节省航班保障时间146176分钟,日均节省航班保障时间400.48分钟。

根据民航局对各机型最短过站时间的规定,假设对西安机场2018年和2019年的实际进港航班全部实施同步推开以后,航班靠桥架次明显增加,根据航班座位数的不同,2018年增加靠桥1871架次至3119架次不等,2019年增加靠桥1949架次至3248架次不等。如图1和图2所示,靠桥架次的增加,直接带来航班靠桥率的提升,同时也为机场带来更多靠桥收益。

图1:2018年实施同步推开前后航班靠桥率增长

图2:2019年实施同步推开前后航班靠桥率增长

从图1和图2可以看出,实施同步推开后,2018年的航班靠桥率平均提升了0.59%,2019年的航班靠桥率平均提升了0.545%,为机场的经营管理创造了更多收益,更重要的是给机场运行效率的改善,提供了更多方法和途径。

(二)对机场放行正常率的优化

放行正常率是机场运行正常性的重要指标之一。“航空器同步推开”的实施,最直接的影响是节约了航空器推出和开车的时间成本,从而减少了因推出开车造成航班延误的情况。

根据前期“航空器同步推开”得出的数据结果1.28分钟,取延误2分钟以内的历史航班作为数据样本。经分析研究,实施同步推开后,2018~2019年每月航班延误架次数量明显下降,2分钟以内延误的航班都可以利用同步推开的运行模式进行优化,其中2018年被优化的2分钟延误航班达482架次,2019年被优化航班达206架次,分别占全年航班架次的0.14%和0.06%。

图3:2018~2019年实施同步推开前后放行正常率对比

同时,机场放行正常率也得到了一定提升。如果按照2018年和2019年总执行架次不变的前提下,实施同步推开以后,西安机场2018年和2019年的机场放行正常率可分别提升0.29%和0.12%,放行正常率对比如图3所示。

通过以上同步推开对2分钟以内延误航班的优化,对机场放行正常率提升的分析可以看出,同步推开减少了航班延误的数量,增加了放行正常航班的数量,从而提高了机场的放行正常率,提升了机场地面运行效率。

(三)对机场廊桥周转量的优化

廊桥周转量指单个廊桥规定时间段内的靠桥航班架次,可通过规定时间段内的总靠桥架次与可用廊桥数量推算得出,廊桥周转量也是评价机场廊桥停机位资源利用的重要指标之一。实施同步推开后,随着航班靠桥率的增长,航班靠桥数量的增加,在廊桥机位数量不变的情况下,廊桥周转量得到一定的提升。根据统计,2018年全年西安机场总靠桥航班219272架次,廊桥机位共计44个,不同座位数航空器的廊桥周转量13.65至13.72不等;
2019年全年西安机场总靠桥航班228334架次,廊桥机位数量不变,不同座位数航空器的廊桥周转量14.22至14.32不等。经统计分析可知,实施同步推开前后,靠桥航班根据航班座位数的不同均有所增加,如图4和图5所示。

廊桥周转量是廊桥利用情况最直接体现,也反映出对机场机位资源的统筹安排水平。从图4和图5还可以看出,2018年和2019年的廊桥周转量,对在实施同步推开后不同座位数量的航班均有所提升,廊桥周转量最高提升可达13.84和14.42。

(四)对机坪运行冲突的优化

传统模式下,航空器在收到管制部门的推出开车指令后,先执行航空器推出,再执行航空器开车工作。航空器开车工作中,双发及以上航空器开车实行左右两侧发动机依次开车。当发动机达慢车功率时即完成开车工作,随后等待管制部门的滑出指令。

同步推开模式下,航空器在收到管制部门的推出开车指令后,同时执行航空器推出和航空器开车的指令,其中航空器开车也实行发动机依次开车,直至航空器推出到位,航空器也开车完毕,最后等待管制部门的滑出指令。

两种模式下,实施同步推开的航空器完成推出开车工作要早于传统模式。因而实施同步推开的航空器可以更早对管制员的推开指令作出反馈,如当时有合适的滑出时间窗口,同步推开的航空器则可以迅速响应,尽快滑出,避免占用停机位滑行道影响其他航空器推出或者进位,减少机位冲突和运行冲突。而传统推开模式下的航空器,推出开车过程耗时较长,航空器滑出指令的发布要晚于同等运行条件下的同步推开航空器,因而可能会错过较早的滑出时间窗。

图4:2018年同步推开前后廊桥周转量对比

图5:2019年同步推开前后廊桥周转量对比

因此,同步推开的实施,给予了航空器更多发布滑出指令的时间窗口,提高了航空器完成推开后的滑出效率,减少了航空器推开后对滑行道的占用时间,提升了同时段内推开航空器的数量,降低了机位及滑行道上运行冲突的概率。

通过对以上四个指标的定量分析和定性评估,可以看出,实施同步推开以后,各项分析指标都有了不同程度的优化和提高,因此同步推开模式对提升机场地面运行效率是可行的和有效的。

本文从同步推开的实验数据结果出发,选取航班靠桥率、放行正常率、廊桥周转量和运行冲突四个重要机场地面运行效率的评价指标,结合2018年和2019年西安机场实际运行,分别从定量分析和定性评估的角度,对同步推开实施前后各项指标进行分析评价。

在对航班靠桥率和廊桥周转量的分析中,可以看出同步推开对于出港靠桥航班保障时间上的节约,可以直接为其他非靠桥航班创造出更多的靠桥机会,直接带来了航班靠桥数量的增加,从而提升了航班靠桥率和廊桥周转量,实现了机场廊桥资源的进一步充分利用,不仅为航空公司提升了旅客出行时廊桥资源带来的服务体验,同时为机场创造出更多廊桥收益和其他商业收入。

在对放行正常率和运行冲突的分析中,可以发现同步推开的实施,节约了靠桥机位出港航班的保障时间,对于临界航班,如2分钟以内延误航班的影响是至关重要的。未实施同步推开面临延误的临界航班,在实施同步推开后,便可以利用节约的保障时间,使航班正常放行,减少了机场放行不正常航班数量,同时也减少了对廊桥机位的占用时间,提高了机场地面运行的效率,降低了机场机位冲突和运行冲突的概率,提升了机场放行正常率。

综上所述,通过以上分析可以得出,同步推开对于机场地面运行效率有着显著的提升和改善,对机场人力资源成本有一定降低,可以为机场经营创造更多收益。同时,也说明了同步推开对于机场地面运行效率和安全,是可行的,是有益的,具有一定的研究价值。

同步推开模式在西安机场的试运行取得了一定的成果,从以上研究分析可以看出,实施同步推开后,机场重点运行指标都得到了不同程度的优化,机场运行效率也将得到进一步改善。因此,印证了同步推开对于提升西安机场地面运行效率的必要性和可行性。

尽管同步推开对于以上评价指标都有一定提升和优化,但是本文关于同步推开的分析评估,还存在以下两点不足:一是同步推开实验的样本数据少。西安机场运行有几十家航空公司和十几种机型,但是本文前期同步推开实验所得出的数据结论是基于三家航空公司航班所采集到的数据,且仅包含2种机型,同步推开的航班架次也仅有每日3架次,所以对于实施同步推开后实验数据准确性还需进一步提高;
二是分析指标较少。同步推开模式的运行,需要航空公司、机场和空管等多个部门协同工作。文章主要从机场廊桥使用情况和机场放行正常性等方面分析了同步推开运行模式,没有从商业运营、航空公司旅客服务或与空管运行等角度进行评估分析。

因此,在未来关于同步推开的研究中,为了提高同步推开对地面运行保障效率的优化,可以加强对前期实验数据的收集和分析。同时联合其他相关运行部门,对同步推开进行多角度多维度的分析和研究,实现将同步推开模式在实际地面运行保障中的进一步推广。

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