Глава 2. Транспортна робота в аеропортах

2.1. Технологічний процес в аеропортах

Технологічний процес транспортної роботи аеропорту складається з виконання ряду виробничих операцій, які виконуються різними службами: руху, пасажирської, поштово-вантажної, тощо. Всі ці операції поділяються на технологічні, інформаційно-технологічні та оперативно-управлінські. Кількість їх при обслуговуванні одного рейсу може становити 300-400 залежно від класу повітряного судна. Основне завдання технологічного процесу - забезпечення безпечного і регулярного (за розкладом) прийому і вильоту розрахункової кількості повітряних суден.

Науковою основою розробки технології є теорія масового обслуговування та ймовірнісно-статистичні методи, що дозволяють розглядати окремі складові елементи аеропорту і аеропорт в цілому як складні динамічні системи. Функціонування систем залежить від багатьох чинників, що мають закономірний і випадковий характер у формуванні технологічних процесів.

Технологічна схема транспортної роботи аеропорту (рис. 2.1) - рух (переміщення) повітряних суден, різних видів транспорту і засобів механізації, основних потоків пасажирів і вантажів - повинна гарантувати: безпеку при пересуванні пасажирів і працівників служб по території аеропорту; мінімальні терміни перебування пасажирів, вантажів, пошти і повітряних суден в аеропорті; мінімальна кількість зустрічних і перетинаючих шляхів руху повітряних суден, спецавтотранспорту, засобів механізації та довжини пішого прямування та транспортування пасажирів, доставку бортового харчування, багажу, пошти та вантажів.

Всі технологічні процеси в сучасних аеропортах виконуються при високому ступені спорядженості засобами механізації та автоматизації, які забезпечують безпеку польотів повітряних суден, підвищення техніко-економічних показників виробничих операцій та високий рівень обслуговування (комфорту) пасажирів. Ці показники ефективності застосування засобів механізації та автоматизації є основою транспортної роботи кожного аеропорту.

Рис. 2.1. Технологічна схема транспортної роботи аеропорту: 1 – приземлення; 1 – 2 – пробіг; 2 – 2’ – 3 – шлях руління до перону; 3 – 4 – шлях від перону до вантажного складу; 4 – 5 – 5’ – шлях від вантажного складу на МС; 6 – аеровокзал; 7 – вантажний склад.

2.2. Пропускна здатність

Пропускна спроможність аеропорту характеризує технічну його можливість забезпечити виконання певного обсягу транспортної роботи. Вона може бути виражена в кількостях повітряних суден, які обслуговують в одиницю часу (годину, добу, рік), або пасажирів і вантажів з дотриманням встановлених вимог безпеці та комфорту. Пропускна спроможність аеропорту залежить від пропускної спроможності окремих його елементів, через які послідовно проходить потік прибуваючих і відбуваючих пасажирів і вантажів. Кожен цей елемент динамічної системи аеропорту повинен володіти певною пропускною здатністю, що забезпечує в цілому необхідну транспортну роботу аеропорту. Всі елементи системи аеропорту можна об'єднати в три основні підсистеми, які описуються різними математичними моделями і вимагають різного підходу при визначенні пропускної здатності. Ці підсистеми такі:

1. Аеродром і приаеродромна територія, над якою в повітряному просторі здійснюється маневрування повітряних суден. У цій підсистемі аеропорту пропускна здатність залежить від схем заходу на посадку і зльоту, правил ешелонування за часом, зон очікування, а також генерального плану аеродрому з усіма геометричними характеристиками його елементів.

2. Аеровокзал (пасажирський, вантажний) і засоби механізації і автоматизації з обслуговування пасажирів, багажу, пошти і вантажів. Пропускна здатність цієї підсистеми залежить від всього технологічного комплексу обслуговування пасажира, починаючи від входу його в аеровокзал, до входу на борт повітряного судна. До цієї підсистеми відносяться як планове рішення аеровокзалу (вестибюлів, залів очікуванні, реєстраційних стійок, багажних відділень та пристроїв для здачі та отримання пасажирами багажу), так і засоби транспортування пасажирів в будівлі аеровокзалу і від будівлі до борту повітряного судна.

3. Транспортні засоби доставки пасажирів з міста до аеропорту та забезпечення цієї доставки під'їзними шляхами, передвокзальною площею для стоянки автомобілів (легкових, автобусів, спеціального автотранспорту) та засобів обслуговування транспорту.

Можуть бути виділені і інші підсистеми, які в меншій мірі пов'язані з оперативною діяльністю з організації перевезень пасажирів та вантажів, наприклад технічного обслуговування і ремонту повітряних суден, матеріально-технічного постачання, планово-фінансової діяльності аеропорту, тощо.

Основною підсистемою, що забезпечує пропускну здатність аеропорту в цілому, є аеродром з його комплексом споруд та обладнанням. На пропускну здатність аеродрому впливають планування і розміри його елементів, що оточує повітряний простір, наявність засобів посадки та зльоту, управління повітряним рухом і злітно-посадочні характеристики повітряних суден. Все це в кінцевому підсумку визначає величину мінімально допустимих інтервалів часу між злітно-посадочними операціями повітряних суден, тобто між суміжними послідовними зльотами або посадками між зльотами і посадками і, навпаки, посадками і зльотами. Ці інтервали різні для умов руху повітряних суден за правилами візуальних польотів (ПВП) та правилами польотів за приладами (ППП).

Кожна з підсистем аеропорту висуває ряд статистичних завдань, таких, як: дослідження та управління потоками пасажирів і повітряних суден; оптимізація технологічних процесів; автоматизація збору, обробки і передачі інформації, тощо. Багато з цих завдань можуть бути описані і вирішені за допомогою математичного апарату теорії масового обслуговування (ТМО). При цьому коло питань, що виникає, досить широке і різноманітне і може досліджуватися різними видами теорії масового обслуговування.

Функціонування аеропорту і його підсистем багато в чому залежить від інтенсивності вхідного потоку вимог (інтервалів між злітно-посадочними операціями), кількості та продуктивності приладів обслуговування.

При розрахунку мінімальних інтервалів виконання повітряним судном окремих операцій при зльотах і посадках із забезпеченням безпеки польотів враховують, що:

повітряне судно може почати вирулювання з місця очікування на РД до виконавчого старту в момент, коли попереднє повітряне судно почало розбіг (зрушилося) або виконує посадку - приземлилося (торкнулося поверхні ЗПС);

повітряне судно може почати зліт (розбіг) тільки після звільнення ЗПС судном що раніше злетіло або сіло;

при польотах за правилами польотів за приладами (ППП) - повітряне судно може почати виконання зльоту тільки після того, як судно, що раніше злетіло набере висоту і почне виконання маневру, а екіпаж встановить зв'язок з диспетчером;

при польотах за ППП з безперервним радіолокаційним контролем і рухом повітряного судна мінімальна відстань між повітряними суднами, що знижуються по глісаді повинно бути не менше 3 км, а за відсутності такого контролю на глісаді не повинно знаходитися більше одного повітряного судна;

повітряне судно, що виконало зліт або посадку, повинно звільнити ЗПС до заняття висоти безпечного відходу на друге коло повітряним судном, що заходить на посадку.

Зазначена висота польоту повітряного судна називається висотою прийняття рішення (ВПР).

Час зайнятості ЗПС при виконанні злітно-посадочних операцій визначається умовами правил виконання польотів на аеродромі та рівний:

при зльоті - від початку вирулювання повітряного судна з місця очікування, що знаходиться на РД, до виконавчого старту і до моменту пролітання торця смуги (при польотах за ПВП) або моменту набору висоти 200 м (при польотах за ППП);

при посадці - від моменту прольоту повітряним судном ВПР до вирулювання за боковий кордон ЗПС на РД (за умови подальшого просування по ній).

Таким чином, час зайнятості ЗПС рівний: при зльоті

при посадці

де - час вирулювання повітряного судна з місця очікування на виконавчий старт; - час установки повітряного судна на виконавчому старті і підготовки до польоту (виконання обов'язкових перевірок, випробування двигунів і доведення тяги до злітної); - час розбігу повітряного судна; - час від відриву повітряного судна до набору злітної висоти (висота над торцем ЗПС при польотах за ПВП або 200 м - по ППП); - час планування повітряного судна від ВПР до моменту приземлення; - час пробігу повітряного судна; - час відрулювання повітряного судна за бокову границю ЗПС.

Виходячи з викладених умов забезпечення безпеки польотів повітряних суден мінімальний інтервал часу між злітно-посадочними операціями (рис.2.2) повинен прийматися як найбільший з таких розрахункових випадків:

між послідовними зльотами (рис. 2.2, а)

між послідовними посадками (рис. 2.2, б)

де - інтервал часу, що визначається зазначеними вище мінімально допустимими відстанями між сідаючими повітряними суднами на глісаді при посадці за правилами ППП,

між зльотами і посадками і, навпаки, між посадками і зльотами (рис. 2,2, в):

(2.5)

При визначенні найбільшого інтервалу часу між злітно-посадочними операціями необхідно одночасно враховувати, що його значення в будь-яких випадках має бути не менше 45 с. Знаючи цей інтервал часу, можна визначити пропускну здатність ЗПС

де Т - одиниця часу (годину, добу, рік); - найбільший інтервал часу між злітно-посадочними операціями.

Пропускна здатність ЗПС, визначена за формулою (2.6), є максимально можливою ​​(граничною) за умови, коли ЗПС являється детермінованою системою, тобто коли всі злітно-посадочні операції та інтервали між ними виконуються без всяких порушень часу (без затримок). Практично такої безперервності системи не існує. Завжди можуть бути затримки на виконанні будь-якого етапу при зльоті та посадці. Тому фактична пропускна здатність буде менше граничної, оскільки інтервал часу між злітно-посадочними операціями збільшується за рахунок вірогідного відхилення в більшу сторону (відхилення в меншу сторону до уваги не приймаються).

Слід відзначити значну різницю затримок злітно-посадкових операцій при великій і малій інтенсивності польотів повітряних суден. Чим більше інтенсивність польотів повітряних суден, тим менше затримки. Отже, в аеропортах нижчих класів, де добова інтенсивність польотів повітряних суден мала, гранична пропускна здатність однієї ЗПС завжди і безумовно (іноді з великим надлишком) забезпечить необхідну пропускну спроможність. Коли ж необхідна інтенсивність польотів повітряних суден надзвичайно велика і, отже, гранична пропускна здатність даної ЗПС не може забезпечити виконання обсягу транспортної роботи, то будують другу злітно-посадочну смугу.

Рис. 2.5. Мінімальний інтервал часу між злітно – посадочними операціями: а - між послідовними зльотами; б - між послідовними посадками; в- між зльотами і посадками і, навпаки, між посадками і зльотами.

Слід також враховувати, що зльоти і посадки на аеродромах виконують повітряні судна різних типів, що мають свої показники інтервалів часу між злітно-посадочними операціями і значення затримок. У цьому випадку пропускна здатність однієї ЗПС:

де п - число типів повітряних суден; - пропускна здатність ЗПС, обчислена в припущенні експлуатації одного i-го типу повітряного судна; - частка (співвідношення) інтенсивності польотів i-ro типу повітряного судна.

Однак оскільки в більшості випадків мінімальні інтервали в залежності від типів повітряних суден відрізняються незначно, то можна приймати єдині мінімальні інтервали часу виходячи з основних (розрахункових) типів повітряних суден. Взявши до уваги, що ці інтервали достатні для всіх інших типів повітряних суден. Що стосується коефіцієнта, що враховує порушення безперервності системи злітно-посадочних операцій, то приймаючи затримки за нормальним законом розподілу Гауса і виконавши масові визначення їх значень при високій інтенсивності польотів повітряних суден, що прямують за розкладом, було встановлено , що при = 60 80 с, = 70 с, = 7 с. Тоді за правилом трьох сигм, що відповідає забезпеченості Р = 99,7%, отримаємо:

Отже, фактична пропускна здатність однієї ЗПС для трьох розглянутих вище режимів роботи:

при послідовних зльотах

при послідовних посадках

при чергуванні взльотів і посадок

(2.10)

Пропускна спроможність аеропорту за кількістю перевезених пасажирів на рік:

(2.11)

де q - середня кількість пасажирів на одне повітряне судно;

(2.12)

p_i - частка інтенсивності польотів i-го повітряного судна (див. табл. 1.2); m_i - число пасажирських місць в повітряному судні i-го типу; - коефіцієнт зайнятості крісел (коефіцієнт комерційного завантаження) - 0,75 - 0,80; Пзпс- пропускна здатність однієї ЗПС; Т_с - число годин (тривалість) роботи аеропорту на добу; К_с - коефіцієнт добової нерівномірності руху повітряних суден,що визначається відношенням максимальної добової кількості злітно-посадочних операцій до середньодобовим за рік; К_ч - коефіцієнт годинної нерівномірності руху повітряних суден , який визначається відношенням максимальної годинної кількості злітно-посадкових операцій до середньогодинної за максимальну добу.

Значення коефіцієнтів нерівномірності слід приймати на підставі аналізу фактичних даних за ряд років з експлуатації аеропорту або користуватися орієнтовними їх значеннями за існуючими державними нормами.

Необхідна пропускна спроможність аеропорту, яка визначається розрахунковою річною інтенсивністю руху повітряних суден

де - річний обсяг пасажирських перевезень; n - кількість визначених типів повітряних суден (i); - див позначення до формули (2.12).

При розрахунку розподілу обсягів перевезень за типами повітряних суден попередньо виявляють перелік авіаліній, що пов'язують аеропорт, який проектується з існуючими аеропортами, і на базі фактичного розподілу обсягів перевезень по авіалініям визначають необхідний тип повітряного судна і планований для нього обсяг перевезень.

При відсутності можливості такого розрахунку або при оперативних розрахунках значення р_i можна приймати по табл. 1.2.

Значення середньодобової необхідної інтенсивності руху повітряних суден

Розрахунок інтенсивності руху вантажних повітряних суден в аеропортах проводиться за тими ж формулами (2.13-2.14), що і розрахунок пасажирських повітряних суден. Однак у цих формулах замість обсягу пасажирських перевезень необхідно підставляти обсяг вантажних перевезень, а замість кількості пасажирських крісел m_i - граничне комерційне завантаження вантажу .

Максимальна добова інтенсивність руху повітряних суден

де - коефіцієнт добової нерівномірності руху повітряних суден, що визначається на основі статистичного аналізу добової інтенсивності протягом літнього та зимового періоду

- питома вага руху повітряних суден в літній період, що дорівнює відношенню сумарної інтенсивності до річної (при відсутності цих даних значення можна приймати рівним 0,55 при розташуванні аеропорту в зонах холодного клімату, 0,6 - помірного і теплого клімату, 0,63 - курортного); - нормоване відхилення інтенсивності руху від середньодобового значення, рівне зазвичай = 3; - коефіцієнт варіації руху в літній період, що дорівнює відношенню середнього квадратичного відхилення до середньодобової інтенсивності. Його значення можна приймати за даними табл. 2.5.