隨著民航的發(fā)展，很多機(jī)場(chǎng)的容量已經(jīng)突破極限，機(jī)場(chǎng)資源顯得更加緊張，一般來說，機(jī)場(chǎng)通過改擴(kuò)建，增補(bǔ)機(jī)、增加安檢設(shè)備位來解決這個(gè)問題，但耗資巨大。為此，中國(guó)民航科學(xué)技術(shù)研究院航空安全新技術(shù)研究所（以下稱“航行所”）開發(fā)了“民航運(yùn)行模擬仿真技術(shù)軟件”，實(shí)現(xiàn)了機(jī)場(chǎng)現(xiàn)有資源的優(yōu)化與潛力挖掘，為機(jī)場(chǎng)在短期內(nèi)解決容量極限提供了良好的方案。
在2017年航空安全新技術(shù)機(jī)場(chǎng)應(yīng)用專題研討會(huì)上，航行所工程師張旭婧博士就該款軟件進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并就民航運(yùn)行模擬仿真技術(shù)在機(jī)場(chǎng)運(yùn)行效能提升中的應(yīng)用做了精彩演講。 一、我國(guó)民航運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)運(yùn)行概況 據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止2016年底，我國(guó)民用運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)數(shù)量達(dá)到218個(gè)，比2015年增加了8個(gè)。根據(jù)民航十三五規(guī)劃，預(yù)計(jì)到2020年，民用運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)將達(dá)到260個(gè)左右。 2016年底，全國(guó)多跑道運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)有14個(gè)，其中，雙跑道機(jī)場(chǎng)有11個(gè)，三跑道機(jī)場(chǎng)有2個(gè)，四跑道機(jī)場(chǎng)1個(gè)；旅客吞吐量超千萬(wàn)人次機(jī)場(chǎng)共有28個(gè)，占全國(guó)機(jī)場(chǎng)吞吐量的79.1%，其中，北京、上海、廣州三大城市的機(jī)場(chǎng)旅客吞吐量占全國(guó)的26.2%。
隨著機(jī)場(chǎng)業(yè)務(wù)量規(guī)模的不斷的擴(kuò)大，大型復(fù)雜機(jī)場(chǎng)的數(shù)量呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。同時(shí)，旅客出行需求也呈現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，這均對(duì)機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行效率和運(yùn)行品質(zhì)提出了更高的要求。因此需要機(jī)場(chǎng)對(duì)內(nèi)部的運(yùn)行效率進(jìn)行提升，對(duì)運(yùn)行能力進(jìn)行挖掘。也就是說，機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行管理方向要從原來的粗放式向精細(xì)化方式轉(zhuǎn)變。 眾所周知，機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，包括航站樓、航空器運(yùn)行、地面保障等多個(gè)子系統(tǒng)的運(yùn)行和各子系統(tǒng)之間的協(xié)作。要提升整體的運(yùn)行效率，那就需要對(duì)機(jī)場(chǎng)整體的運(yùn)行流程進(jìn)行科學(xué)性和有效性地預(yù)判。所以，仿真模擬就應(yīng)運(yùn)而生。 二、運(yùn)行模擬仿真工具與方法
運(yùn)行模擬仿真的概念和基本流程 運(yùn)行模擬仿真（simulate）是指對(duì)實(shí)際和抽象的系統(tǒng)建立模型，并在數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行模型，分析輸出結(jié)果的學(xué)科。模擬仿真在現(xiàn)實(shí)世界中的使用是廣泛的，例如風(fēng)洞試驗(yàn)、沙盤推演等等，都是通過科學(xué)的方法對(duì)未來進(jìn)行模擬。 航科院的“民航運(yùn)行模擬仿真系統(tǒng)”利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)運(yùn)行的仿真，將機(jī)場(chǎng)各種復(fù)雜的現(xiàn)象進(jìn)行盡可能逼真地映射為仿真模型。通過面向?qū)ο蟮乃枷牒头治鲈O(shè)計(jì)方法為實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的仿真提供了直接、有效的途徑。 其具體的過程是，確定評(píng)估目標(biāo)和對(duì)象——>采集現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)清單——>對(duì)現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)部門進(jìn)行調(diào)研——>回收數(shù)據(jù)采集清單和問卷——>整理數(shù)據(jù)——>進(jìn)行資料反饋與訂正，問題補(bǔ)充等——>通過對(duì)數(shù)據(jù)的理解和吸收，構(gòu)建仿真的基本模型——>模型測(cè)試、對(duì)比驗(yàn)證——>進(jìn)行場(chǎng)景仿真——>仿真模擬的圖表數(shù)值記錄與統(tǒng)計(jì)——>得出結(jié)論分析與建議。 模擬仿真工具在民航領(lǐng)域的應(yīng)用從20世紀(jì)60年代開始，主要應(yīng)用于分析航空器的延誤情況，后來逐漸擴(kuò)展到對(duì)整個(gè)機(jī)場(chǎng)地面和空域運(yùn)行管理等各個(gè)方面。截止目前，國(guó)際上正式發(fā)布的機(jī)場(chǎng)空域仿真模型工具有上百個(gè)之多。對(duì)機(jī)場(chǎng)系統(tǒng)的模擬仿真，其關(guān)鍵是建立整個(gè)機(jī)場(chǎng)系統(tǒng)全部或者局部的仿真模型。其中，可以應(yīng)用到機(jī)場(chǎng)地面運(yùn)行仿真并且使用較為廣泛的、開發(fā)比較成熟的主要有：澳大利亞開發(fā)的TAAM軟件、比利時(shí)開發(fā)的AIRTOP軟件、ceia啟亞金屬探測(cè)設(shè)備、美國(guó)開發(fā)的Simmod軟件等。模型包括機(jī)場(chǎng)空運(yùn)、航站樓以及地面車輛的仿真軟件等。
運(yùn)行模擬仿真的范圍包括：空側(cè)范圍、空域范圍、陸側(cè)范圍，還包括機(jī)場(chǎng)地面關(guān)鍵資源，如：航站樓的值機(jī)環(huán)節(jié)和安檢環(huán)節(jié)、邊檢、海關(guān)等。隨著機(jī)場(chǎng)業(yè)務(wù)量規(guī)模的發(fā)展，機(jī)場(chǎng)地面資源成為運(yùn)行的關(guān)鍵資源。
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