多跑道机场航空器地面管制协同决策机制研究

关键字：多跑道机场;地面管制;协同决策;数据融合;动态调度

0 引言

全球航空运输需求维持强劲增势，各大繁忙枢纽机场为缓解运行压力而不断扩建跑道与航站楼。亚特兰大哈茨菲尔德-杰克逊国际机场年旅客吞吐量在疫情前超过 1亿人次，芝加哥奥黑尔国际机场 2019 年起降架次更是接近 92 万，显现出多跑道布局对于庞大客流与机群运营的重要价值。然而，跑道数量增加并不代表地面运转就能轻松展开，由于地面滑行环境随时变化、航空器性能差异性大以及极端天气与紧急故障等不确定因素频繁出现，如何利用成熟的信息技术与高效协同机制帮助机场进行精准调度，已成为当下不可忽视的研究领域。以下内容将从多源数据、利益多方协作和实地案例出发，探寻多跑道机场航空器地面管制如何在繁复背景下找到更加优化的解决途径。

1 多跑道机场地面管制的基本特征与现状

1.1 运行架构与流量特点

拥有两条以上跑道的大型机场通常设置并行或交叉跑道组合，以满足高强度进离场需求。北美地区许多机场在白天和傍晚时段迎来客流顶峰，若不及时协调离港与进港航班的使用序列，滑行道与跑道接合处很容易出现飞机排队拥挤。相对来说，单一跑道机场虽也遇到流量高峰，但冲突点有限，而多跑道机场需要同时考量多组滑行线和跑道头，导致运行指令发放与资源配置相当复杂。在这种环境下，地面管制员对于起飞序列的把握必须紧密结合航空公司调度计划和机组实时需求，倘若信息沟通链条缺失或过度延迟，极易形成局部区域航班淤积。美国联邦航空管理局针对30 座大型机场的统计显示，如果综合管制手段不完善，积压的离港航班每小时可增加延误量达 15% ，对乘客体验和航空公司运营都会带来负面影响。

1.2 多方角色与决策压力

地面管制虽在名义上由空管部门统筹，但与之密切关联的还有航空公司运控、候机楼管理、机务维护和地勤车辆指挥等若干部门。各主体拥有不同目标：航空公司关注航班准点与燃油经济性，机坪调度人员更看重高效整合占用的机位与行李转运通道，海关和边检则注重口岸通行效率与安保等级。如果没有协同决策平台进行统一信息处理，就会导致部门各行其是，难以保证在同一时间内做出一致的滑行指令。

2 地面管制常见难点与瓶颈

2.1 航空器差异与滑行冲突

大型宽体机对滑行道宽度和负重要求较高，小型支线客机相对灵活，这意味着不同机型在地面移动中占用的空间与滑行速度不尽相同。多跑道机场若要充分运用全部跑道，就需事先分配适宜机型的滑行走廊，避免大机型占据狭窄道路或与小机型发生过密交汇。一旦管制指令缺乏精细化分工，滑行路径冲突便难以避免。

另一层面，在强侧风或湿滑跑道环境下，部分航班通过特定跑道进离场更安全。无法依据动态气象或跑道表面状况进行灵活安排，极易导致地面周转效率低下，并且增加潜在风险。

2.2 极端因素与应急处置不足

多跑道机场的持续运行要面对雷雨、大雾、冰雪天气等考验。雷暴来袭时，部分跑道可能无法投入使用，后续航班只能被迫转移到剩余跑道，从而带来额外延误。为了令调度方案得以迅速更新，需要完善的信息系统和管制经验，否则容易形成堆积效应。北京首都国际机场在暴雪天气下，多条平行跑道存在除冰除雪的动态安排，机务车辆进出频繁，要是管制通信不顺畅，地面滞留便会更大范围扩散。

3 多跑道机场地面管制协同决策核心机制

3.1 信息共享与数据融合

3.1.1 多源监视系统与实时数据采集

高精度监视雷达、ADS-B、视频监控、地面车辆定位装置等多源数据对于地面监控至关重要，依靠这些数据能在指挥中心获取航空器的精确位置、滑行速度和滑行道占用情况。在采集层面，将各类信息流接入统一数据库，可为后续的智能调度奠定基础。很多大型机场也开始尝试建设融合平台，将气象信息、机位使用率和跑道可用度以可视化方式呈现，方便管制员作出判断。

3.1.2 历史数据与预测模型

基于数年甚至十余年的历史运营数据，能够提炼出不同跑道在多种场景下的使用效率规律，还可利用机器学习或大数据分析技术对未来某个时段的流量、延误风险做提前预估。管制员由此可根据实时与预测信息的对照结果，对滑行序列进行适时微调，也有助于在突发事件出现前便制定有效预案。

3.2 多主体协同与动态调度

3.2.1 协同沟通平台与利益衡量

为了缓解信息不对称，各方需要在共同的决策平台下共享关键状态。例如，航空公司可以及时上载自家航班的机组准备进度、机务检修进度等，地面调度人员据此更新滑行计划，机组也能提前拿到准确的排队顺序。倘若出现不寻常情况，平台会迅速向管制员和运控部门推送预警，使双方都能及时调整决策。多跑道机场还需在利益衡量中明确优先次序：有时国际远程航班具备严苛的出港窗口，小型区域航线弹性空间相对更大，合理地进行差异化排队既能减少整体延误，也能缓冲候机楼与机坪的拥堵程度。

3.2.2 运行策略动态修正

高峰时段的管制指令常在短时间内频繁发布，任何气象或流量条件的微小变化，都可能影响一个小时乃至更长时段的航班周转效率。为了应对这一动态过程，协同平台需要设立自动修正机制：若滑行速度低于期望值或有紧急机械故障，系统会检测到信息并提议替代路线或临时机位。管制员再评估可行性，快速与相关部门协调，最终生成修正指令。部分欧美大型机场的试验结果表明，运用此类自动修正与人工参与相结合的方式，能够将地面延误缩短约 10% 至 15% 。

4 国际典型案例与未来技术趋势

芝加哥奥黑尔国际机场在面临繁重的年起降量时，不断完善多跑道协作模式：借助北部和南部平行跑道承担主要进离场，交叉跑道则在侧风天气或跑道检修时用作备选。亚特兰大哈茨菲尔德-杰克逊国际机场更是通过引入 A-CDM（机场协同决策机制），实现管制中心与航空公司运控部门间的信息实时共享，整合数据后再对地面滑行与跑道使用率进行综合评估，延误状况明显改观。

5 结束语

多跑道机场肩负全球空中交通的重要枢纽职责，在应对海量航班时，地面管制工作的复杂度远超单跑道环境，需要一整套能协调多方、兼顾安全与效率的协同决策体系。此类体系的核心在于信息共享与动态调度：一方面要依托高效监视设备与多源数据融合；另一方面，要通过跨部门的平台沟通和自动修正策略实现对滑行路径和跑道资源的灵活使用。国际实践表明，已经投入使用的 A-CDM 平台与智能预测模型为管理者提供了较为成熟的思路，而技术的日益升级也将催生更完善的无人驾驶或半自动管制模式。在此趋势下，多跑道机场如能继续推进协同理念并结合实地运行经验进行深度优化，定会在长期里收获更加稳健且高效的地面运营成果，为全球航空运输体系的发展提供重要支撑。

参考文献：

【1 】高正达. 多跑道机场绕滑运行模式评估与优化[D]. 中国民航大学,2023.DOI:10.27627/d.cnki.gzmhy.2023.000762.

【2】冯庆旺.近距平行跑道机坪运行管理移交策略研究[D].中国民用航空飞行学院,2023.DOI:10.27722/d.cnki.gzgmh.2023.000140.