一、空港的容量
空港的容量是指空港在给定的时间中能处理的交通量,可用飞机的起降架次或旅客的流量来衡量。容量有名义容量和实际容量之分,名义容量是指不考虑飞机的延误,即飞机一架接一架地起飞或降落,单位时间所能允许的起降次数;实际容量指的是在规定出飞机由于空港条件而延误的时间限制后,空港所能允许的运行架次。
如果允许航班延误的时间越长,空港能处理的实际容量就越高,如果允许延误时间无限长,实际容量就会接近名义容量。但实际工作中所允许的延误时间有一定限制,实际容量和名义容量的差距就较大。名义容量是就空港性能而言所能达到的最大容量,实际上除了抢险救灾或军事行动,机场不会处理这么大密度的航班量。
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2008年5月12日,四川汶川发生8.0级特大地震,民航、空军、陆军航空兵出动了大量飞机参加救援行动。其中部队出动飞机4560架次,民航业调集了30架直升机和大量的运输机参加了救援。救灾期间,成都双流国际机场每天保障和抗震救灾相关的急救飞行航班在100架次以上,使得双流机场的航班往来架次从原来的每天500架次,达到每天600架次的历史最高纪录。
二、影响容量和延误的因素
影响容量和延误的因素在不同时期、不同时间是在变化的,主要的影响因素有5类:
(一)飞行场地的性能
跑道、滑行道、机坪等的停放和通过飞机的能力,对空港的容量影响较大,如首都国际机场新增了第三跑道和航站楼后,空港的容量大大增加,旅客容量由原来的2 700万人次提高到6 800万人次,如果一个城市有多个机场,容量也会大幅度增加。但飞行场地性能所决定的空港容量,在一段时间内是相对固定的。
(二)空港空域的情况
空港空域情况有两方面含义,一方面是空港空域的大小、形状等基本情况;另一方面是空港和邻近机场有无相互干扰。如在汶川地震的救援工作中,成都周边军用、民用机场同时参与了救灾活动,空中交通非常密集,每个机场起降的飞机活动情况都受到其他机场的影响。
(三)空管的因素
为确保飞行安全,空中交通管理对飞机的间隔有严格的规定,为了确保合理的间隔,合理地利用有限的航线资源,必须对飞机的起降时间、进离场通道加以限制,为避开噪声敏感区或按空中走廊通行也会造成进离场时间的增加,从而减小空港的容量。
(四)气象因素
气象条件的变化会迫使空港改变进离场程序,严重时甚至关闭空港。高纬度地区的空港冬季受冰雪影响较大,冬季多雾地区的空港受大雾的影响也经常造成航班延误,夏季的强对流天气会造成许多空港暂时的关闭。
(五)使用量的影响
使用量越大的空港,稍有不正常就会造成很大面积的延误,对空港的容量产生严重影响。相反,使用量小的空港,航班不正常时能较方便地处理,带来的延误影响并不大。
三、减少延误和增加容量的方法
减少延误和增加空港容量是密不可分的,办法可分为增加硬件和改善管理两大方面。增加跑道、候机楼等设施,甚至是兴建新的空港等硬件,会让空港的容量大大提升。改善管理提高空港的利用率,也能在一定程度上增大空港的容量,具体的方法有:
(一)空港分流
在许多中心城市周围,除了依托该城市的大型空港,还分布着一些邻近城市的空港,这些空港离中心城市距离也很近,但由于地理位置和使用差别,造成利用率并不高。在使用中,可以把这些空港利用起来,当中心城市空港繁忙时,让一部分航班在这些空港起降,再通过便捷的地面交通往来中心城市,可大幅度地提升空港的容量。
(二)限进港飞机类型
类似于空港分流,在大型空港只允许高速、大型飞机进港,将起降和进离场占用时间同样多、但运量相对较小的中小型飞机,还有一些占用时间更多的低速通用航空飞机安排到不太繁忙的小型空港,让大型空港只保障运量大的大中型飞机,将会使空港的容量有所提升。
(三)分配限额
把空港较繁忙的时间段进行限额分配,按一定规则分配给使用该空港的航空公司,航空公司为了自身利益,自然会进行机型、航线的调整,有利于空港在繁忙时段尽可能地提高容量。
(四)利用经济杠杆控制需求
空港可将收取航空公司的起降费与时间段联系起来,实行空港繁忙时间段起降费上浮、闲暇时间段起降费下调的措施,或者直接将各个时间段采取拍卖的方式将使用权卖给航空公司。使用经济手段控制,可以有效地减轻高峰时段的拥挤,使空港资源利用更加合理,同时还能给空港增加收入。
四、空港发展面临的问题
(一)经营问题
空港的兴建需要大量的资金,国家财政要给予支持,地方财政也要筹集大量的资金,同时还通过债券、股票等形式融资,使社会上的流动资金参与到空港建设中来。空港运营后又面临需要雇用众多的工作人员,还要承担部分公众服务性质的支出,将使空港经营很难获利。据一项研究表明,年旅客吞吐量在300万人次以下的空港很难盈利,需要政府或其他方面提供财力支援才能维持。
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2010年,我国有超过70%的空港出现亏损,但亏损量较小,130余座空港亏损总额为16.8亿元。四川的空港中,只有成都双流国际机场和九寨沟机场盈利。
(二)土地使用问题
从空港的兴建开始,就面临土地使用问题。兴建空港的选址,必须考虑符合空港运营的需要、社会效益和投资方面的要求等,主要包括与邻近机场的空域和航路协调,周边障碍物情况,当地主风向、气温、雾情等,空港的进出通道设计、地价、噪声对周边地区的影响等也不得不考虑。
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在主风向变化较大的地区,空港可修建多条交叉的跑道,风向变化时选择与风向相差不大的跑道使用。常年风向变化不大的地区,空港可修建几条平行跑道,如亚特兰大机场(见图5-30)。
图5-30 亚特兰大机场
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空港在土地使用矛盾难以调和的情况下,可选择填海、炸平山地等方式修建机场,尽管增大了成本,但却能有效避免经营中会发生的土地使用冲突,如香港新机场就是填海修建的(见图5-31)。
图5-31 香港新机场
(三)空港拥挤问题
随着航空运输业的高速发展,许多一线城市的空港容量处于饱和状态,解决的办法就是兴建第二机场,如上海已经拥有了两座国际机场,北京正在计划修建第二机场,成都的第二机场也已经规划出来。许多二线城市也在逐渐兴建机场,这将造成空港空中通道和空域的拥挤,同时兴建太多的机场也因土地使用等问题造成成本越来越高,不利于经营。综合各方面因素,对现有空港的扩容和合理的分配,充分利用较闲置的机场,二线城市利用较发达的地面交通和周边中心城市的空港相连,是较为适当的办法。
(四)环境和噪声污染问题
尽管航空制造业的进步使飞机噪声呈下降趋势,但随着航空运输量的增加,航班数量越来越多,噪声的影响也越来越明显,特别是大型空港周围,噪声污染尤为严重。
五、空港的规划
在兴建空港时,必须做好完善的规划,才能确保空港顺利建造和建成后正常运营。
(一)规划依据
规划依据主要包括:
场地的工程地质和水文地质、气象(包括风、气温、湿度、雾、降雨量、雷暴、冰雹、雪、风沙、气压、能见度和天气变化统计)、地理地形等自然条件;
航空业务量预测、将要保障的机型、特征和发展趋势;
空港和城市的距离、相对位置、交通条件、城市发展规划、土地和附近居民点的分布;
和邻近空港、空域及禁飞区的关系、周围地区的障碍物情况;
无线电收发讯频率的划分、公用设施如供水、供电、煤气和燃油的获得;
植被和鸟类栖身地等生态环境。
(二)规划遵循的原则
规划要遵循以下原则。
统一规划、分期建设,在满足最终发展设想的前提下,合理布置近期建设项目;
主要设施的分区既要满足各自的功能要求,又要协调它们之间的相互联系,各设施的容量互相平衡,保证飞机安全运行;
总体布局紧凑,使用灵活,有发展余地;
用地经济合理,少占或不占良田和居民点;
避免环境污染,维持生态平衡,使空港和它所依托的城市及周围地区协调发展。
随着民航运输的发展、飞机机型的更新、导航设施的改进,以及日益提高的环境标准等,空港总体规划必须是综合分析了技术、经济、政治、社会、财政、环境等诸因素后得出的技术可行、经济合理的最佳方案。
(三)规划内容
规划内容,因空港性质、规模和地理位置的不同而异,主要包括:
1.进行航空业务量的预测
各种业务量的预测是制定规划的基础。预测期限分短、中、长期,短期预测年限低于5年,中期5~10年,长期为15年或更长,有时也对空港最终容量做出预测,预测内容包括飞机运行架次、机型组合、旅客人数、货物邮件运量和地面车辆交通量。预测方法有趋势外推法、经济模式、市场调查法和专家评估法。趋势外推法是根据历年业务量的统计数据,推算出年增长率以及预测未来交通量,适用于短期预测。经济模式是通过分析城市或地区间的人口、国民生产总值、工业发展水平、国民收入和航空运输费用等社会、经济因素,经过统计分析建立以若干经济指标为自变量的数学模型预测业务量,适用于中长期预测。市场调查法和专家评估法分别采用调查不同部门航空运输业务潜力和邀请航空公司、民航当局及经济方面的专家对某特定空港的业务量做出评估和预测。
2.发展规模和标准的确定
根据预测业务量决定空港设施的近期、远期及最终的发展规模;飞机机型和航线航程决定飞行区的各项设施的几何尺寸和数量(即跑道、滑行道的长、宽、厚及间距、数量);高峰每小时飞机架次和旅客人数决定航站区规模;货物年运量决定货物航站规模;并相应决定保证飞机安全飞行的通信导航、空中交通管制、气象设施;保证空港正常运行的供电、供水、供油等公用设施,及进出空港的道路及空港内道路、停车场的规模等。
3.空港主要设施的平面布局
包括飞行区、候机楼区、各种工作区、塔台和无线电通信导航设施、气象设施、供油设施、机务维修区、急救中心和道路等的布置。
飞行区的布置主要指跑道、滑行道、快速出口滑行道、联络滑行道、空中进出通道、停机机坪及飞行区排水系统的布置。其中跑道是最主要的部分,它的布置决定于跑道的数量和方位。滑行道的位置及尺寸取决于跑道的类别及使用的机型。在业务量繁忙的情况下,需要设置快速出口滑行道,它与跑道的夹角在30°左右,其位置取决于使用的机型、接地速度、减速快慢和出口数目。停机坪根据停放飞机的机型和数量、场地条件来布置。
候机楼区(又称航站区)连接飞行区和地面工作区,是空港规划布局的重点。候机楼区的设施主要有候机楼本身、登机机坪、进出候机楼道路及停车场,对规模较大的空港在布局时还应考虑货场。
工作区是指包括航空公司、空港管理当局和武装警察、海关、检疫等部门在空港工作的人员办公和生活的地区,应相对集中地布置在与候机楼区相隔一定距离的地方,以不影响和干扰旅客及各种车辆的通行为原则;除必不可少的生活用房外,其他均应在空港外建造。
塔台应布置在整个空港的适中位置,不妨碍航站区的扩建。无线电通信导航各系统的台、站包括外、中、内指点标台、远程(近程)雷达站、航向台、下滑台、发讯台、全向信标/测距仪台等的位置,须结合空港规模、地形、场地条件和设备技术要求选点,必须能易于解决水、电等公用设施并与外界的道路接通。
气象设施包括气象观测站和气象雷达站。观测站应尽可能靠近飞行区,能观测跑道两端飞机进近区的天气变化,它的仪表应避免受到来自飞机喷气流的吹袭。气象雷达站的位置还应避免周围高耸建筑物对雷达波的遮挡。
供油设施包括卸油站、储油库、使用油库及机坪加油系统。卸油站的位置一般选在能接通铁路或靠近卸油码头的地方。根据飞行量的大小决定储油库的规模,库址应远离站坪或空港。场内使用油库则须与其他功能区段分隔开,并保持足够的安全距离。
机务维修区包括机库、维修车间、维修机坪、三站(制氧站、制氢站、压缩空气站)和机务外场工作间。机务维修区的规模和构成取决于空港机务维修规模及任务。机库及维修机坪的布置应与候机楼、货站相隔一定距离。承担航线检修的空港只设机务外场工作间及少量维修车间,它们的位置宜靠近停机坪。
消防、急救站的位置应尽可能靠近飞行区,和飞行区间设有直接、方便的道路相连,在最佳能见度和地面条件下,从消防站开出的消防车到达空港的最远端消耗的时间不能超过3分钟。为此,在有两条或多条跑道的大型空港,须布置两个或多个消防站,从消防站的观察控制室应能瞭望到空港飞行区里飞机活动情况。救援中心通常和空港消防站布置在一起。
进出候机楼的道路应结合城市规划的道路网布置进场道路,尽量把通往候机楼的车辆和其他服务车辆分开;通往各功能区的道路和各区段间的连接道路应综合布置;结合空港围界布置巡逻道路。
此外,空港总体规划还必须制定空港的环境设计及绿化布置;飞机噪声的隔离,水、空气污染的控制、鸟害的防治等措施;空港内的土地使用规划。并根据飞机运行产生的噪声影响情况,向当地城市规划部门提供空港附近土地使用规划的建议。
4.土地使用规划
空港附近的土地宜分区控制使用,尽量使噪声污染的影响限制在容许范围之内,形成一个合理利用的环境。
根据对该空港运行的飞机机型、航线、运行次数及时间的预测或实测资料,通过计算或实测,求出飞机运行中各不同距离的感觉噪声级,并计算出有效感觉噪声级,做出空港噪声暴露预测。利用计算成果,绘出空港噪声暴露等强线图。将等强线图覆盖在土地利用地图上,根据国家关于空港附近噪声环境标准,对照等强线图即可对现在的土地使用情况是否适应做出评价。如果空港外的土地尚待开发,等强线图就是建立综合的土地使用分区要求的基础,对于超出环境噪声标准的建筑区,应提出采取妥善措施的建议。
5.评价空港运行的社会经济效益
包括直接经济效益和间接经济效益。直接经济效益通过分析空港投资和经营利润之间的关系,考虑时间因素,对空港工程进行总评价。评价方法有简单投资收益率、返本期、盈亏分析等。间接社会经济效益通过分析空港运行对城市和周围地区的工农业生产、旅游、外贸、资源开发、科技、文教等产生的经济效益,对空港工程进行总体评价。直接效益通常采用定量分析,间接效益则以定性分析为主、定量分析为辅。
在上述工作的基础上,完成空港总体布置图、空港和城市及邻近空港关系图、净空要求限制图、飞机离港、进近和复飞航线图、空港空域图、飞机运行噪声影响及附近土地使用规划图、风的分析以及规划总说明等。
因此,在空港的规划和设计工作中,要十分重视处理好空港与城市之间的关系。空港与城市的距离不宜过近也不宜太远,过近则相互干扰,相互影响,如飞机噪声对城市居民及环境的影响,城市建筑物和烟尘对机场净空和能见度的影响,而且还将影响到各自的发展。过远则使用不便,而且增加经常性的地面交通费用和地面行车时间。一般认为,空港与其所依托的城市之间,必须有快速便捷的地面交通,行车时间以不超过30分钟或40分钟为宜。空港所处的位置和跑道的方向,要使飞机起飞和降落时避免经过城市的上空。由于影响空港场地的因素是多方面的,必须根据具体情况作综合研究后确定。