民用机场扩建第二跑道空管工程航空业务量预测及评估分析

笔者通过趋势外推法和二次指数平滑法两种预测方法分别对近期和远期的航空业务量预测结果进行了比较分析，并得出以下结论：（1）分别取近期十年内航空业务量预测结果作对比，趋势外推法和二次指数平滑法的航空业务量近期预测结果基本相近，说明两种预测方法均具有预测效力，建议在近期预测中可同时运用这两种方法进行预测，以提高准确性，降低误差；（2）分别取远期三十年后航空业务量预测结果作对比，可以发现趋势外推法的预测结果在远期阶段呈现过于上扬的趋势，而二次指数平滑法的预测结果较为平顺，且贴合实际的民航发展现状，建议远期预测中采取二次指数平滑法。

第一章 绪论

1.1 研究背景
随着科技、经济以及社会的持续发展和进步，全球航空业务量呈现持续递增的态势，中国民航业也不例外，进入了高速发展腾飞阶段[1]。特别是，近些年来部分机场航空业务量迅猛增长，年旅客吞吐量、年货邮吞吐量、年客机起降架次等参数逐年攀升，逐渐接近饱和状态。在此背景下，机场原有的单一跑道已经跟不上今后机场航空业务量的发展趋势，所以，扩建第二跑道[2]已是大势所趋。扩建第二跑道，不仅仅是增加一条新跑道，同时还要对机场的民航空管、弱电、助航灯光、消防、电力、通信、土建工程等配套项目进行相应的扩建升级。
空管，是“空中交通管理”的缩写，民航空管系统是保障飞行安全的最重要环节之一[3]。空管工程[4]，即以民用航空通信[5]、导航[6]、监视[7]、航空气象[8]、航行情报[9]等空管设备安装调试为主体的民航专业工程。随着机场的建设，民航空管设施也应同步建设，这不仅是飞行业务量增长的需要，也是机场地面运行业务量增长的需要，所以应一并考虑空管的近、远期的发展及规划[10]。一是原有机场塔台位置及高度是按照一条跑道设计的，已不满足两条跑道运行的条件，必须根据两条跑道的构型设计塔台的位置及高度[11]；二是扩建第二跑道，将增加大量的飞机起落架次[12]，产生大量的地面滑行指挥工作，管制工作将因此大大增加。增加必要的地面滑行监视、管制、通讯设施，对保障机场运营的顺畅，提高跑道利用率、保障飞行安全是非常必要的，也是非常迫切的。而空管工程的建设规划、经济效益分析的前提和基础是航空业务量预测，所以，科学合理地进行航空业务量预测是非常有必要的，直接影响到空管工程的建设规模及经济效益。
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1.2 研究意义
研究民用机场扩建第二跑道空管工程，在中国经济高速腾飞、航空业务量不断增长的当前环境下，有其积极的现实意义。（1）中国航空业发展程度远远落后于美国等西方先进国家，有非常大的发展潜力和需求，发展航空业的关键点之一就是空管行业的发展，而空管行业的发展离不开空管工程的建设[13]；（2）扩建第二跑道工程不同于一般的新建机场工程，有其鲜明的特点，第二跑道是原有机场的延伸，所以要切实考虑原有机场的航空数据、发展情况和需扩容设备，合理研究第二跑道建设规划和双跑道数据融合，还要考虑在机场原有跑道不停航施工[14]的风险管理[15]，保障飞行安全；（3）通过科学合理的航空业务量预测方法，对民用机场扩建第二跑道空管工程做科学合理的预测和评估分析，为将来民用机场扩建第二跑道空管工程的建设提供参考。
国内运输机场：截至 2018 年底，我国共有颁证运输机场 235 个，比上年底增加 6个。2018 年，全行业全年新开工、续建机场项目 174 个，新增跑道 6 条，停机位 305 个，航站楼面积 133.1 万平米。截止 2018 年底，全行业运输机场共有跑道 255 条，停机位5800 个，航站楼面积 1454.58 万平米[16]。其中，拥有两条跑道及以上的民用机场数量不超过 20 座，基本都集中在直辖市、省会等一线大城市，如拥有三跑道的广州白云国际机场，拥有双跑道的深圳宝安国际机场、武汉天河国际机场、郑州新郑国际机场等等。国内通航机场：2018 年，共有 126 座通用机场获得颁证，全行业颁证通用机场数量达到 202 座。
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第二章 郑州新郑国际机场扩建第二跑道空管工程航空业务量预测分析

2.1 项目概述
郑州新郑国际机场自 1997 年 8 月投入使用以来，航空业务持续高速增长。为了适应机场业务高速发展，机场当局启动《郑州新郑国际机场总平面规划（2005 年 3 月版）》工作，民航局以民航机函[2005]418 号文《关于郑州新郑国际机场总体规划的批复》批准了该总体规划。
随后几年来随着河南省、郑州市社会经济的持续快速发展，郑州新郑机场发展迅猛，航空业务量远远大大高于原来的规划预测。根据民航局公布的统计数据，2006年、2007 年郑州机场连续两年旅客吞吐量增长近 30%， 2008 年旅客吞吐量 588 万人次、飞机起降 62288 架次，2009 年旅客吞吐量 734 万人次。《郑州新郑国际机场总平面规划（2005 年版）》预测郑州新郑机场 2015 年旅客吞吐量 670 万人次、年客机起降58326 架次，原总体规划不能满足机场发展需要，2009 年已经突破原预测 2015 年旅客吞吐量。
面对河南民航出现快速增长的大好形势与长远发展的巨大需求，面对新的发展环境和形势，机场公司 2009 年启动《郑州新郑国际机场总体规划》（2009 年版）修订工作，提出要符合郑州新郑机场作为我国大型机场的地位，适应河南省、郑州机场有限公司制定的航空港发展战略[46]。民航局，河南省人民政府民航函[2009]752 号文《关于郑州新郑国际机场总体规划的批复》批准了该总体规划。
由于郑州新郑机场业务量增长迅速，机场现有的设施急需扩建。河南省、郑州市及机场公司审时度势，及时提出了进行机场二期建设工程前期研究工作的要求，并委托我公司承担郑州新郑国际机场二期建设工程的预可行性研究等前期工作。
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2.2 郑州新郑国际机场现状
2.2.1 机场概况
1992 年 10 月，国务院、中央军委正式批准郑州新郑机场立项，1997 年 8 月 28 日建成并正式通航使用，位于我国最繁忙的京广航路的中部，又在沿海地区和西部地区结合部分，一直是我国重要的干线机场及空中交通枢纽[47]。郑州新郑机场地处华中平原腹地，地势开阔平坦，机场净空良好。郑州新郑国际机场飞行区等级 4E，跑道长度3400 米，机场参考点坐标东经 113°50′26"、北纬 34°31′09"，跑道中心线磁方位116°25′42.3″-296°25′42.3″，磁差 4o西[48]。机场位于郑州市东南方向，至郑州市中心直线距离 29.5 公里，详见图 2.1。
2.2.2 机场净空条件
机场现有净空条件在半径 15 千米内净空状况基本良好。该范围内较高的建（构）筑物共有 12 处，塔台超出内水平面 15 米，微波塔超出内水平面 52 米，烟囱和联通公司天线塔分别超出内水平面 3 米，所有超高障碍物均有障碍物灯。
2.2.3 机场气象条件
郑州属于大陆性温带，半湿润季风气候。一年四季分明，一般特点是冬季寒冷多雨雪，春季干旱多风沙，夏季炎热雨丰沛，秋季晴和日照足。冬春季（12—5 月）：冷空气活动频繁，一般多风沙，浮尘、雾、低云，风向东北，能见度较差，对飞行影响较大；夏季（6—8 月）：冷空气强度减弱，副高明显活跃，常因切变线造成降雨和雷暴天气；秋季（8—11 月）：总特点为天气较好，秋高气爽，对飞行有利。

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第三章 武汉天河国际机场扩建第二跑道空管工程的航空业务量预测分析.........................................44
3.1 项目概述 .............................. 44
3.2 武汉天河国际机场现状......................... 45
第四章 扩建第二跑道空管工程必要性及航空业务量预测结果分析..................68
4.1 空管工程建设的必要性分析........................ 68
4.1.1 满足航空业务量增长需要................68
4.1.2 地方社会经济发展的需要.......................69

第四章 扩建第二跑道空管工程必要性及航空业务量预测结果分析

4.1 空管工程建设的必要性分析
4.1.1 满足航空业务量增长需要
1、郑州新郑国际机场
郑州机场进入 2000 年后飞行流量快速增长，2000-2009 年飞机起降架次年均增长率为 26.1%，尤其 2006 年后发展速度急剧提升，2006 年、2007 年、2008 年、2009 年郑州机场飞机起降架次增长速度达到 32.36%，23.20%, 14.35%，21.20%，远远大于全国民航平均增速 16.7%，16.8%，4.7%，14.52%。这发展速度非常惊人。根据预测 2020年郑州新郑国际机场高峰小时起降架次将达到 101 架，航空业务量的迅速增长导致原有的一条跑道已经不能满足航班起降的需求，此时需要扩建第二条跑道。郑州机场两条跑道运行对空管管制服务提出更高要求，现有塔台的面积和高度也不能满足实际需要，管制设备和手段也较缺乏，为适应机场飞行流量快速增长的需要，对空管配套设施进行扩建升级，新建航管楼塔台及配套设施是十分必要和迫切的。
另外，由于机场航班流量增加，加上两条跑道同时运行，机场跑道、滑行道和站坪上同时移动的飞机很多，再加上正在起飞降落的飞机，将对塔台管制员造成很大的指挥压力。根据北京、上海和广州三大机场运行的实际经验，设置场监雷达对双跑道塔台管制的帮助很大，因此，为适应机场飞行流量快速增长的需要，在郑州机场设置场面监视雷达系统是十分必要的。

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结论
中国民航业已经进入高速发展阶段，当机场原有的单一跑道跟不上未来航空业务量的发展时，就必须要考虑扩建第二跑道。扩建第二跑道同时还需要对机场的民航空管项目进行相应的扩建升级，这是航空业务量增长的需要，所以应一并考虑空管工程的近、远期的发展及规划。而空管工程的建设规划、经济效益分析的前提和基础是航空业务量预测，航空业务量预测可以为空中交通管理调度提供科学决策和科学计划，是机场乃至航空公司经营决策的基本前提，是实现机场资源有效配置的基本根据，其预测的准确度会直接影响着机场改建、扩建的规模，所以，采取科学的航空业务量预测方法进行航空业务量预测是非常有必要的。
本论文以郑州新郑国际机场扩建第二跑道空管工程和武汉天河国际机场扩建第二跑道空管工程为背景，以各自 1999-2009 年的航空业务量记录数据为研究基础，通过趋势外推法和二次指数平滑法两种预测方法分别对近期和远期的航空业务量预测结果进行了比较分析，并得出以下结论：（1）分别取近期十年内航空业务量预测结果作对比，趋势外推法和二次指数平滑法的航空业务量近期预测结果基本相近，说明两种预测方法均具有预测效力，建议在近期预测中可同时运用这两种方法进行预测，以提高准确性，降低误差；（2）分别取远期三十年后航空业务量预测结果作对比，可以发现趋势外推法的预测结果在远期阶段呈现过于上扬的趋势，而二次指数平滑法的预测结果较为平顺，且贴合实际的民航发展现状，建议远期预测中采取二次指数平滑法。
参考文献（略）