有用方法,如图3-2所示。极限容量在生产实际中是达不到的。随着交通需求的增加,航班延误开始时缓慢增加,当交通需求增加到某种水平时,航班延误增长加快,当生产流量接近极限容量时延误将趋于无穷大。对应于允许最大延误的交通需求量定义为实际容量。延误的增加与流量的增长成非线性关系。
航班延误允许的最大延误(例如20分钟)极限流量实际容量交通流量 图3-2 机场容量、交通需求和航班延误关系图
3-1-3 机场运行规划及其意义
机场可以分为陆路到达系统、航站楼系统和飞行区系统,航站楼系统的旅客流程又可以分成处理器、容器和连接器三种功能设施。值机柜台、安检通道、边检通道和登机门等是处理器,旅客在每个处理器处接受服务时,可能需要排队等待,所以一般每个处理器处都配有容器,以容纳等待的旅客,两处理器之间设计有通道。飞行区又可分为跑道系统、滑行道系统和停机坪三个功能设施,飞行区功能是为飞机运行服务而建设。
机场运行规划是指为机场的生产运行所制定的计划和规则,包括生产流程的设计和分析、生产资源的配置以及生产调度计划的制定等内容。
在进行机场运行规划时,需要分析机场系统各子系统、各功能实施的容量和效率。容量是生产能力的体现,效率是管理水平的体现。通过运行规划,可以帮助机场管理者掌握生产组织的各种关系,提高服务水平和改善机场运行质量。
ICAO推荐了机场规划基本步骤,如图3-3所示。由图3-3可以看出,容量评估是机场规划的第一步,其基础性作用在于机场规划人员不仅需要正确分析现有容量水平和容量瓶颈环节,找准生产流程需要改进甚至改造的地方,提出改造方案,还要掌握未来交通流量需求下的机场容量水平。在这一过程中,交通需求被不断反馈到机场容量的规划中,影响容量规
划的制定和修订。
机场容量评估(分析现有容量水平、容量瓶颈)预测未来的交通流量(提供一系列可能出现的情况及其中各种流量构成)明确需要增加的适于不同类型和水平流量的设施得出几个总体规划方案供对比和选择选择最佳总体规划方案(能够根据变化作出相应的调整)
图3-3 机场运行规划流程图
3-2 机场运行规划基础
3-2-1 排队网络
由各种排队系统通过串联和并联方式连接成的网络,叫做排队网络。航站楼系统的旅客流程、飞行区的飞机流程是一种排队网络,如图3-4所示。
值机排队系统1汇集值机排队系统2候机登机排队系统2分散候机登机排队系统1安检排队系统...值机排队系统m...候机登机排队系统l
图3-4 排队网络
旅客流程作为一种排队网络,是一种开环网络,叫做Jackson网络。若排队系统是M/M/c系统,并且利用率小于1,则它的输出率等于输入率。如果各同性质的排队系统相互独立,则它们构成的并行排队系统的输出率等于各排队系统的输出率之和。
值机区的各值机排队系统是并行的排队系统。如果不实行航班和航空公司之间的公用设备模式,则可认为一个航班的值机是一个排队系统,这样的排队系统旅客输入过程是非稳态的Poisson过程。如果值机采用公用设备模式,那么如果实现完全的公用模式,则值机区是一个排队系统;如果公用模式只在局部实行,则该局部的所有值机柜台构成一个排队系统。
安检排队系统尽管有许多通道,但采用完全的公用形式,因此可认为是一个排队系统。
国际和国内航班安检一般是分离的排队系统。值机排队系统和安检排队系统是串连的,值机系统的输出是安检系统的输出。
因为机场目前常采用公用候机厅方式,旅客也可能去商店购物,候机登机排队系统比较复杂
3-2-2 累计分布曲线
对于机场旅客流程以及飞机停机坪作业流程的任一排队系统,非常简单又有用的分析工具是累计分布曲线。它是排队系统的累计到达/离开顾客数随时间的变化曲线,横轴是时间,纵轴是顾客已到达/离开累计数(或占总数的比例)。例如,对于值机排队系统,该累计曲线的横轴是航班起飞前的时间,通常是逆向的,纵轴是已到达旅客数占该航班旅客总数的比例。图3-5是不同时间出发的国内航班值机旅客累计到达分布曲线。
人数累积到达百分比国内航班不同时间段旅客达到分布120.000.00?.00`.00@.00 .00%0.00%4:003:303:002:302:001:301:000:300:00
8:00-9:0015:00-16:0021:00-22:00距航班起飞时间图3-5 国内航班值机旅客累计到达分布曲线
3-2-3 高峰小时的定义
用于机场规划基本参数是机场高峰小时需求,又叫做典型高峰小时,或设计小时、高峰小时(DPH)。高峰小时的几种定义如下
? 年度的第20、30或40个最繁忙的小时 ? 年度高峰月的平均日高峰小时 ? 年度两个高峰月的日平均高峰小时 ? 年度每百繁忙日的第95天的高峰小时 ? 年度第7或15个繁忙日的高峰小时
其中第一种定义多用于英国,第二种定义用于美国,第三种是ICAO推荐的。
高峰小时不是一年中最繁忙的小时,但超过高峰小时(超负荷)的运转次数只有很少几天。
根据统计数据分析发现,每年需求随月份的变化具有相似性,每天各小时需求的变化也具有相似性。因此高峰小时的需求可以用年度预测需求近似计算,转换系数可取0.03%-0.05%之间的某个值,平均值大约为0.033%。机场的年吞吐量越大,峰值显得越平坦,因此转换系数越小。反之,机场的年吞吐量越小,峰值越显著,转换系数取较大值。
3-2-4 机场服务质量标准
到目前为止,国际上对机场的规划设计还没有统一的标准。但已有一些推荐标准,比较常用的有IATA标准。表3-1是航站楼服务质量标准的定义,表3-2、3-3分别是航站楼服务质量空间和时间标准。详细资料还可以参考本章的附录1。
表3-1 IATA服务质量等级定义
标准描述 服务水平 质量和舒适度 A B C D E F 极好 很好 好 一般 较差 不可接受 人流状态 自由无限制 稳定的 稳定的 不稳定的 不稳定的 间断流 延误 无 非常少 可接受 尚可接受 不可接受 服务中断 表3-2 IATA航站楼服务质量空间标准。
服务水平等级 1、极少旅客托运行李,不用行李车(队列宽1.2米) 2、每旅客1-2件行李,不用行李车(队列宽1.2米) 3、多数旅客使用行李车(队列宽1.4米) A B C D E 1.7 1.4 1.2 1.1 0.9 1.8 1.5 1.3 1.2 1.1 2.3 1.9 1.7 1.6 1.5 4、每旅客带有2件及以上的重行李,绝大多数旅客使用行2.6 2.3 2.0 1.9 1.8 李车(队列宽1.4米) 表3-3 IATA航站楼处理器时间标准
服务水平 经济舱值机 公务舱值机 到达护照查验 出发护照查验 行李认领 安检 最短—可接受 0-12(分钟) 0-3 0-7 0-5 0-12 0-3 可接受—最长 12-30(分钟) 3-5 7-15 5-10 12-18 3-7 3-2-5 动态排队系统分析
排队论研究了稳态排队系统的平均指标计算方法,稳态排队系统要求到达率和服务率在平均意义上是不随时间变化的常数。如果平均到达率和平均服务率随时间而变化的话,相
关计算公式将不能使用。图3-6表示了顾客到达率不变,服务率变化情况下队列长度的变化。
服务率系统中旅客数到达率(单位时间)旅客数hnl
ab时间
图3-6 服务率变化引起排队长度的变化
从图3-6可以看出,在时刻a之前,服务率为h>到达率n,因此队列长度等于0,在时间区间[a,b]上,服务率降为l Td?1h?l(n?l)(h?l)2(n?l)TT?T 2h?n2(h?n)被延误总旅客数为 Nq?nTq?平均每旅客延误 h?lnT h?nTd?Tdn?l?T Nq2n该式表明平均每旅客延误时间和高水平服务率无关,与服务水平降低的时间长度成正比。 我们再来看这种情况下的旅客到达累计曲线和旅客离开累计曲线,如图3-7所示。由于 旅客到达率为常数,因此旅客到达累计曲线是直线,斜率为n。由于服务率是分段常数,因此旅客离开累计曲线是分段直线。旅客到达累计曲线和离开累计曲线分离的部分表示了队列的存在,其中两曲线纵坐标之差为队列长度,横坐标之差为某旅客的逗留(延误)时间。可以计算出t=a+lT/n到来的第(na+lT)为旅客的延误时间最长,延误时间为T(n-l)/n。其他旅客的延误时间可以同理算出,其分布如图3-8所示。 一般情况下,不但服务率可能变化,而且顾客到达率也会发生变化。一般情况下的旅客到达累计曲线、旅客离开累计曲线可能如图3-9所示。