МЕТОДЫ ОЦЕНКИ И ПОВЫШЕНИЯ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ АЭРОДРОМОВ АВИАЦИИ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ НА ПРИМЕРЕ АЭРОДРОМА «ГОРЕЛОВО»

АННОТАЦИЯ

В статье выполнен обзор методов оценки и увеличения пропускной способности аэродромов авиации общего назначения на примере аэродрома «Горелово».

Автор отмечает, что аэродром может быть представлен в виде системы массового обслуживания, количество каналов в которой будет определяться количеством взлетно-посадочных полос.

Автор рассчитал характеристики пропускной способности аэродрома «Горелово» при реализации принципа параллельных операций за счет введения в эксплуатацию второй взлетно-посадочной полосы и тем самым подтвердил эффективность данного решения.

Современный аэропорт является не только производственной системой, в которой происходит взаимодействие различных ее элементов с целью организации выполнения пассажирских и грузовых авиаперевозок, но и имеет конкретное экономическое назначение – получение прибыли за счет оказания услуг пассажирам, авакомпаниям и арендаторам.

Однако, в отличие от гражданской авиациии, авиация общего назначения редко использует полноценные аэропорты как базовые, поскольку тарифы на услуги для авиакомпаний, действующие в аэропортах, для большинства эксплуатантов авиации общего назначения являются слишком высокими.

В связи с этим в качестве базовых аэропортов субъекты авиации общего назначения часто используют аэродромы, изначально находившиеся в собственности Министерства обороны Российской Федерации и состоящие на балансе муниципальных образований.

Однако и в данном случае зачастую стоимость аренды аэродромов для субъектов малой авиации является недоступной, поэтому часто арендаторы совместно арендуют конкретный аэродром, однако, это приводит при высокой интенсивности полетов к усложнению согласования полетов в районе аэродрома в связи с ограниченной пропускной способностью, а, следовательно, возникает задача оценки и повышения пропускной способности аэродромов авиации общего назначения.

Именно пропускная способность аэродрома является основным показателем технико-экономической эффективности эксплуатации, поскольку аэродромы, обладающие большей пропускной способностью, могут обеспечить большее количество взлетов-посадок ВС в единицу времени, а, следовательно, экономическая эффективность эксплуатации аэродрома повышается.

Существует большое количество методов оценки пропускной способности аэродрома – некоторые из них основаны на применении статистических зависимостей по отношению к определению минимального интервала между взлетом-посадкой ВС на заданном аэродроме, другие используют логико-вероятностный аппарат при оценочных расчетах пропускной способности взлетно-посадочной полосы (ВПП) и оценивают пропускную способность как максимальное количество взлетно-посадочных операций (ВПО) в единицу времени, которые могут быть совершены при определенной вероятности нахождения на полосе другого ВС.

Более совершенным с точки зрения оценки пропускной способности аэродрома является подход, в котором аэродром рассматривается как система массового обслуживания.

Рассмотрим пример построения данной модели для аэродрома «Горелово», расположенного в Ленинградской области на 22 км юго-западнее Санкт-Петербурга.

Основной особенностью аэродрома «Горелово» является то, что он включает в себя две взлетно-посадочных полоса, одна из которых используется в качестве перрона, а другая – не используется совсем и находится на консервации.

Кроме того, аэродром «Горелово» включает в себя 3 перрона и 5 рулежных дорожек.

Пропускная способность ВПП аэродрома «Горелово» в смешанном режиме составляет от 10 до 14 ВС/час, однако, ее можно увеличить путем реализации принципа параллельных операций, для чего требуется выполнить расконсервацию и (при необходимости) модернизацию второй ВПП.

Введение в эксплуатацию второй взлетно-посадочной полосы аэродрома «Горелово» не только позволит за счет увеличения ее пропускной способности увеличить предельную пропускную способность в целом, но и обеспечить «принцип разделения», согласно которому одна ВПП сможет работать на вылет, а вторая ВПП – на посадку.

При реализации данного мероприятия операции траектории ухода на второй круг должны будут быть изменены в соответствии с требованиями ФАП ОРВД таким образом, чтобы обеспечить угол расхождения между линией пути вылета и линией пути ухода на второй круг с параллельной ВПП в 30 градусов.

При использовании раздельных параллельных операций диспетчер АКДП, работающий на ВПП вылета, сможет контролировать интервалы между вылетающими ВС.

А диспетчер круга, сможет регулировать очередности заходов на посадку и обеспечивать интервалы эшелонирования между прибывающими ВС.

При этом фактически будет отсутствовать необходимость обеспечения интервалов между взлетом и посадкой.

При использовании данного режима на аэродроме «Грозный» количество ВПП может быть увеличено до 20 ВС/час.

Для оценки возможности увеличения пропускной способности аэродрома «Горелово» представим ее как двухканальную (2 ВПП) систему массового обслуживания с интенсивностью обслуживания 15 заявок в час.

Поток входящих заявок при этом принимаем равным 20, поскольку именно до 20 ВС/час планируется увеличить пропускную способность ВПП.

Следовательно, можно рассчитать показатели обслуживания многоканальной СМО:

1. Интенсивность нагрузки.

Интенсивность нагрузки ρ=1.333 показывает степень согласованности входного и выходного потоков заявок канала обслуживания и определяет устойчивость системы массового обслуживания.

2. Время обслуживания (час).

3. Вероятность, что канал свободен (доля времени простоя каналов).

Следовательно, 31% в течение часа канал будет не занят, время простоя равно t_пр = 18.6 мин.

Вероятность того, что обслуживанием: занят 1 канал:

p₁ = ρ¹/1! p₀ = 1.333¹/1!*0.31 = 0.414 - заняты 2 канала:

p₂ = ρ²/2! p₀ = 1.333²/2!*0.31 = 0.276

4. Вероятность отказа (вероятность того, что канал занят) (доля заявок, получивших отказ).

Значит, 28% из числа поступивших заявок не принимаются к обслуживанию.

5. Вероятность обслуживания поступающих заявок (вероятность того, что клиент будет обслужен).

В системах с отказами события отказа и обслуживания составляют полную группу событий, поэтому: p_отк + p_обс = 1

Относительная пропускная способность: Q = p_обс.

p_обс = 1 - p_отк = 1 - 0.276 = 0.724

Следовательно, 72% из числа поступивших заявок будут обслужены. Приемлемый уровень обслуживания должен быть выше 90%.

6. Среднее число каналов, занятых обслуживанием (Среднее число занятых каналов).

n_з = ρ*p_обс = 1.333*0.724 = 0.966 канала.

Среднее число простаивающих каналов.

n_пр = n - n_з = 2 - 0.966 = 1 канала.

7. Коэффициент занятости каналов обслуживанием.

Следовательно, система на 50% занята обслуживанием.

8. Абсолютная пропускная способность (Интенсивность выходящего потока обслуженных заявок).

A = p_обс*λ = 0.724*20 = 14.483 заявок/час.

9. Среднее время простоя СМО (час.).

t_пр = p_отк*t_обс = 0.276*0.0667 = 0.0184

10. Среднее время простоя канала (час.).

t_п.к. = t_обс*(1-p_отк)/p_отк = 0.0667*(1-0.276)/0.276 = 39.375

12. Среднее число обслуживаемых заявок.

L_обс = ρ*Q = 1.333*0.724 = 0.966 ед.

14. Среднее время пребывания заявки в СМО (формула Литтла).

Число заявок, получивших отказ в течение часа: λ*p₁ = 5.52 заявок в час.

Номинальная производительность СМО: 2 / 0.0667 = 30 заявок в час.

Фактическая производительность СМО: 14.483 / 30 = 48% от номинальной производительности.

Таким образом, расчет показал, что реализация принципа параллельных операций позволит увеличить пропускную способность аэродрома практически в два раза.

В заключение работы можно сделать вывод о том, что предложенный метод оценки пропускной способности, базирующийся на представлении аэродрома как системы массового обслуживания, может быть использован как метод оценки пропускной способности аэродромов при оценке перспектив реализации конкретных проектов.

Список литературы:

1. Воздушный кодекс Российской Федерации" от 19.03.1997 N 60-ФЗ (ред. от 03.08.2018) (с изм. и доп., вступ. в силу с 14.08.2018)
2. Перечень аэропортов Федерального значения. (в ред. распоряжений Правительства РФ от 04.05.2017 N860-р,от 04.10.2017 N2149-р, от 04.11.2017 N2434-р, от 11.11.2017 N2514-р)