王东强
北京金航诚规划设计有限公司 北京市 100013
摘要：本文简叙太原武宿国际机场跑道构型研究背景，分别对机场侧向跑道构型、远距平行跑道构型、中距平行跑道构型的研究过程进行了分析，重点对平行近距跑道构型进行了研究，通过方案比选分析最终得出了推荐的跑道构型方案。
关键词：跑道构型，跑道容量，跑道间距
近年来，太原武宿国际机场（以下简称“太原机场”）航空业务量增长迅速， 2019年全年旅客吞吐量已达1400万人次，即将达到机场一条跑道的设计容量上限，急需进行改扩建，但由于机场曾有过搬迁计划，机场所在片区用地在当地城市规划中已被调整为城市建设用地，机场周边规划建设了较多的超高超限障碍物，机场改扩建需对其总体规划进行修编。
机场跑道构型决定机场总图的布局框架，是机场总体规划的核心内容，太原机场周边扩建用地被现状铁路、道路、开发地块围合，周边存在不少高层住宅楼及构筑物，扩建用地局促，可扩建范围大致为北至京昆高速，西至马练营路，南至化章街，东至大西客运专线，如下图1-1所示。
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图1-1 机场周边情况示意图
在项目前期及总体规划编制中，有过按适当规模进行扩建，未来建设太原第二机场，形成“一市两场”机场运行模式，以及对太原机场进行大规模扩建，未来一段时间不考虑第二机场建设的决策过程，本文据此背景，对太原机场的跑道构型研究内容进行总结。
1、项目前期跑道构型研究
太原机场与城市发展在用地、噪声、限高等方面矛盾突出，在总体规划编制之前，由相关单位进行了前期研究，推荐“侧向2+1跑道构型”方案，即保留机场现状跑道，在现状跑道南侧沿南北方向规划两条远距平行跑道，跑道构型设计容量达7000万人次左右，未来一段时间内不考虑二机场（或新机场）问题。
此方案经上报山西省政府相关部门，太原市及晋中市均认为该方案对两市现有城市总体规划影响较大，建设拆迁成本过高，难以达成共识，方案最终被否决。
2、远距平行跑道构型研究
在总体规划修编中，对太原机场定位为：区域枢纽机场，北京首都国际机场和北京大兴国际机场的备降机场。
据预测，太原地区航空旅客吞吐量2030年为3000万人次，2035年为4000万人次，2050年为7000~8000万人次。
根据太原机场的定位，为使太原机场扩建后设计容量最大化，规划过程中，对建设远距跑道的可能性进行了进一步研究论证，结合扩建周边制约条件，提出了多种远距跑道构型方案，并进行了对比分析，远距跑道构型方案因均不可避免的存在着严重侵占机场南侧山西综合改革示范区规划中的科技创新城和武宿综合保税区用地（山西综合改革示范区为国务院批复规划，用地问题难以协调解决），同时远距跑道构型方案拆迁均巨大，工程总投资估算过高，远距跑道构型方案被否决，远距跑道构型方案论证及对比过程在此不予赘述。
3、近距/中距平行跑道构型研究
3.1跑道长度分析
太原机场现有跑道长度3600米，只新增一条跑道，从飞机起飞性能、航线距离和着陆距离分析，以及考虑现有跑道关闭大修、机场不停航施工等因素，规划新增跑道长度确定为3600米。
3.2近距/中距平行跑道构型方案
机场现有总体规划确定的远期等长平齐760米中距跑道构型，因周边扩建条件变化，继续实施代价过大，为此，在保持两条跑道中心线间距760米不变的基础上，将规划第二跑道东移1500米，以避开马练营路及平衡两端净空条件，形成第二跑道向东错开1500m，跑道中心线间距760m的中距跑道构型方案，此方案从净空及程序性能初步分析，虽存在一定可行性，但存在占地面积较大，跑道端净空不够理想，飞机起飞障碍物梯度较大，存在较大运行安全隐患，另外，在接近的跑道构型容量下，亦可选用采用跑道入口错开，可实现隔离平行运行的近距跑道构型，以节约用地和工程投资。
因此对跑道构型的研究，根据山西省政府对太原地区远期建设第二机场的决策，太原机场只按照一组近距/中距跑道构型的终端规模进行规划，区域远期航空业务量溢出需求由第二机场承担。跑道构型研究重点最终集中在是采用可以实现隔离平行运行的近距跑道构型，还是采用相关运行模式的近距跑道构型的两种跑道构型选择上。
比选方案一：按照《民用机场飞行区技术标准》，跑道入口错开，而进近是向着较近的跑道入口时，则两条跑道入口每错开150m，其间距可减少30m，规划中以第二跑道西侧距离马练营路之间可满足布置灯光带要求为起始点，第二跑道东侧距离大西客运铁路专线之间可满足布置灯光带要求为终止点，每隔150米向东错开，结合周围实测障碍物，依次进行多方案对比，跑道入口错开1350米，跑道中线间距490米的跑道构型方案较优，作为比选方案一，如下图示意：
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图3-1 比选方案一跑道构型示意图
两条跑道有条件采用隔离平行运行模式，在仪表运行规则下，理论上高峰小时起降架次约为65~70架次，年起降架次可达30-32万架次。此跑道构型的运行方式下的机场容量，与机场管制水平、运行飞机机型组合等因素有关，根据国内机场运行经验，预计该构型下，太原机场可实现年旅客吞吐量约4000万人次的目标。
比选方案二：关于实现相关平行运行的近距跑道，从运行效率考虑，两条跑道之间需规划一条平行滑行道，按《民用机场飞行区技术标准》，飞行区等级4F，跑道和滑行道间距为180米，因此两条跑道间距采用360m，规划以第二跑道西侧距离马练营路之间可满足布置跑道灯光带设置要求为起始点，第二跑道东侧距离大西客运铁路专线之间可满足布置跑道灯光带设置要求为终止点，每隔100米向东错开进行多方案对比，跑道入口错开1100米，中线间距360米相关平行运行跑道构型方案较优，作为比选方案二，如下图示意：
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图3-2 推荐方案二跑道构型示意图
此跑道构型相关运行，理论上高峰小时起降架次约为55-60架次，年起降架次可达26-28万架次。该构型在国内的典型案例为虹桥机场，2019年，虹桥机场起降27.3万架次，旅客吞吐量4564万人次，考虑到太原机场航线特征及机型组合发展预测情况，预计该构型太原机场年旅客吞吐量可实现3600万人次左右。
3.3近距跑道构型方案比选
以两比选跑道构型方案为基础，规划跑道和相应滑行道系统，分别从征地拆迁，模拟仿真运行，机场容量，跑道构型运行效率，环境影响情况进行详细对比分析。
采用方案一征地对比方案二征需增加800亩用地，按每亩50万元计费，两方案征地费用差别约4亿元，加上其余相关工程费用的增加，方案一的工程总投资约180亿元，方案二约为170亿元，方案一对比方案二投资增幅为5.8%，增幅较小。
使用Simmod机场仿真软件建立机场总图的地面运行模拟仿真模型，方案一跑道构型高峰容量可达65架次/小时，方案二为59架次/小时，方案一高峰小时容量优势明显。方案一跑道构型年旅客吞吐量约4000万人次理论容量，比方案二年高约400万人次。
两方案地面运行效率，根据运行模拟情况，在年旅客吞吐量3000万人次规模下，两方案地面运行效率相当，平方案一较优；在年旅客吞吐量4000人次规模下，方案一模拟飞机地面滑行延误在6分钟内，航班正常率可达92%以上，属于正常可接受范围内，而方案二模拟仿真结果显示机场已超负荷运行，飞机地面滑行延误在20分钟以上，理论航班正常率跌至64%，各项数据都超过了可接受范围。
两方案对机场周边环境影响进行对比，方案一因对周边敏感点的噪声相对较低，相对较优。
综合比选，方案一在较小增量投资情况下，充分挖掘了机场扩建后潜力，机场顺畅运行的保障能力更强，有利于机场长远发展，也更能满足太原机场区域枢纽机场的定位，同时可为太原第二机场的选址及建设充分争取时间，为此推荐采用方案一跑道构型方案对太原机场进行改扩建。
4、结 论
本文简叙太原机场改扩建背景，根据太原机场区域枢纽机场的定位，结合侧向跑道构型、远距平行跑道构型、中距平行跑道构型研究分析过程，根据山西省政府对太原地区远期建设第二机场的决策，重点研究了近距平行跑道构型，提出两个近距跑道构型典型方案并进行了较详细的分析研究比选，最终确定推荐的跑道构型，希望通过总结研究过程，可以为类似项目提供一定参考。
5、参考文献
[] 顾正兵.虹桥机场近距平行跑道仪表运行方式研究[J].中国民航大学学报，2010,28 (5) 21－24
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[3] 覃章高.中国民用机场建设指南.清华大学出版社，2015