CN105679103A - 一种机场环境容许空中交通量评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种机场环境容许空中交通量评估方法，包括如下步骤：(1)分析机场运行航班流特性、气象条件特性，选取典型的航班流特征和最不利的气象条件作为评估场景；(2)计算机场小时、日和年污染物浓度分布；(3)按照机场流量比例和机型分布特点，针对小时和天进行航班增量处理，建立小时、日平均污染物浓度最大值与机场流量的关系；(4)根据环境空气质量标准，确定机场环境容许小时空中交通流和机场环境容许日空中交通量。本发明机场环境容许空中交通量评估方法弥补了国内外在机场环境容许空中交通量评估技术研究上的空白，在获取气象条件和航班流的历史数据基础上准确计算出机场环境容许小时、日空中交通量。

Description

一种机场环境容许空中交通量评估方法
技术领域：
本发明涉及一种机场环境容许空中交通量评估方法，具体涉及机场污染物浓度评估方法、污染物浓度与机场起降架次的关联方法和机场环境容许空中交通量的确定方法。
背景技术：
对机场服务能力进行全面、准确的评估，有利于安全、合理的利用机场资源。机场容量是衡量机场服务能力的重要指标之一，目前主要是基于机场各空域单元的物理结构、管制运行环境和管制员工作负荷等评估得到。随着空中交通量的迅速增加和人们环保意识的增强，对空中交通所产生的环境影响日益关注，尤其是需要控制机场航空活动排放的污染气体浓度，以保障机场及附近的生态环境稳定和人类生活健康。
国内外学者主要从航班延误角度研究机场空域容量评估方法，并没有考虑空中交通流量的增长对机场附近环境的影响，其研究目前尚为空白，但环境承受能力是有限的，为保证空中交通的持续稳定发展，环境容量是不可逾越的鸿沟，因此机场环境容许空中交通量是亟需开展的重要研究。
发明内容：
本发明提供一种机场环境容许空中交通量评估方法，其在获取所评估机场的气象条件和航班流的历史数据基础上，分析其基本特征，计算机场各污染物的浓度分布，找出最大机场污染物浓度对应的评估场景，依托该评估场景，根据流量分布特性，进行飞行流增量，建立飞行流量与污染物浓度最大值的关联关系，对应环境空气质量标准限制，计算机场环境容许空中交通量。
本发明采用如下技术方案：一种机场环境容许空中交通量评估方法，包括如下步骤：
(1)分析机场运行航班流特性、气象条件特性，选取典型的航班流特征和最不利的气象条件作为评估场景；
(2)计算机场小时、日和年污染物浓度分布；
(3)按照机场流量比例和机型分布特点，针对小时和天进行航班增量处理，建立小时、日平均污染物浓度最大值与机场流量的关系；
(4)根据环境空气质量标准，确定机场环境容许小时空中交通流和机场环境容许日空中交通量。
进一步地，所述步骤(1)包括以下分步骤：
(1.1)读取历史航班飞行计划数据，以5分钟为时间片统计分析全天各时间片的流量Nj，j∈{1,2,……,288}；
(1.2)读取历史气象数据统计各风向下的风频(Di)和风速(Vi)，绘制玫瑰风向图，计算污染系数Indexi＝Di/Vi，i∈{1,2,……,16}；
(1.3)根据Indexi进行排序，选取影响最大排名前5的风向。
进一步地，所述步骤(2)包括以下分步骤：
(2.1)计算航空器不同运行阶段下，不同类型污染源的污染物m在各时间片j的排放强度SSm；
(2.2)建立污染物浓度评估坐标系(X，Y，Z)；
(2.3)计算各风向下任一评估点(x,y,z)的污染物m的浓度大小；
(2.4)找出评估范围内所有评估点的浓度最大值；
(2.5)对比找出形成污染物浓度最大的气象条件。
进一步地，所述步骤(3)包括以下分步骤：
(3.1)根据流量分布特点和机型比例，对航班进行增量处理；
(3.2)以影响最大的气象条件为基础，计算不同增量下的小时平均污染物浓度最大值和日平均污染物浓度最大值；
(3.3)建立小时平均污染物浓度最大值与机场流量的关系；
(3.4)建立日平均污染物浓度最大值与机场流量的关系。
进一步地，所述步骤(4)包括以下分步骤：
(4.1)根据《环境空气质量标准》的要求，找出各污染物的浓度小时和日限定值；
(4.2)根据小时平均污染物浓度最大值与机场流量的关系，求出小时限定值对应的航班流量，该流量为机场环境容许小时空中交通量；
(4.3)根据日平均污染物浓度最大值与机场流量的关系，求出日限定值对应的航班流量，该流量为机场环境容许日空中交通量。
本发明具有如下有益效果：本发明机场环境容许空中交通量评估方法弥补了国内外在机场环境容许空中交通量评估技术研究上的空白，在获取气象条件和航班流的历史数据基础上准确计算出机场环境容许小时、日空中交通量。
附图说明：
图1为本发明核心原理图。
图2为机场环境容许空中交通量计算图。
具体实施方式：
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明的核心原理图。图2为机场环境容许空中交通量计算流程图。本发明机场环境容许空中交通量评估方法，包括以下步骤：(1)分析机场运行航班流特性、气象条件特性，选取典型的航班流特征和最不利的气象条件作为评估场景；(2)计算机场小时、日和年污染物浓度分布；(3)按照机场流量比例和机型分布特点，针对小时和天进行航班增量处理，建立小时、日平均污染物浓度最大值与机场流量的关系；(4)根据环境空气质量标准，确定机场环境容许小时空中交通流和机场环境容许日空中交通量。
其中步骤(1)包括以下分步骤：(1.1)读取历史航班飞行计划数据，以5分钟为时间片统计分析全天各时间片的流量Nj，j∈{1,2,……,288}；(1.2)读取历史气象数据统计各风向下的风频(Di)和风速(Vi)，绘制玫瑰风向图，计算污染系数Indexi＝Di/Vi，i∈{1,2,……,16}；(1.3)根据Indexi进行排序，选取影响最大排名前5的风向。
其中步骤(2)包括以下分步骤：(2.1)计算航空器不同运行阶段下，不同类型污染源的污染物m在各时间片j的排放强度SSm；(2.2)建立污染物浓度评估坐标系(X，Y，Z)；(2.3)计算各风向下任一评估点(x,y,z)的污染物m的浓度大小；(2.4)找出评估范围内所有评估点的浓度最大值；(2.5)对比找出形成污染物浓度最大的气象条件。
其中步骤(3)包括以下分步骤：(3.1)根据流量分布特点和机型比例，对航班进行增量处理；(3.2)以影响最大的气象条件为基础，计算不同增量下的小时平均污染物浓度最大值和日平均污染物浓度最大值；(3.3)建立小时平均污染物浓度最大值与机场流量的关系；(3.4)建立日平均污染物浓度最大值与机场流量的关系。
其中步骤(4)包括以下分步骤：(4.1)根据《环境空气质量标准》的要求，找出各污染物的浓度小时和日限定值；(4.2)根据小时平均污染物浓度最大值与机场流量的关系，求出小时限定值对应的航班流量，该流量为机场环境容许小时空中交通量；(4.3)根据日平均污染物浓度最大值与机场流量的关系，求出日限定值对应的航班流量，该流量为机场环境容许日空中交通量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种机场环境容许空中交通量评估方法，其特征在于：包括如下步骤
(1)分析机场运行航班流特性、气象条件特性，选取典型的航班流特征和最不利的气象条件作为评估场景；
(2)计算机场小时、日和年污染物浓度分布；
(3)按照机场流量比例和机型分布特点，针对小时和天进行航班增量处理，建立小时、日平均污染物浓度最大值与机场流量的关系；
(4)根据环境空气质量标准，确定机场环境容许小时空中交通流和机场环境容许日空中交通量。
2.如权利要求1所述的机场环境容许空中交通量评估方法，其特征在于：所述步骤(1)包括以下分步骤
(1.1)读取历史航班飞行计划数据，以5分钟为时间片统计分析全天各时间片的流量Nj，j∈{1,2,……,288}；
(1.2)读取历史气象数据统计各风向下的风频(Di)和风速(Vi)，绘制玫瑰风向图，计算污染系数Indexi＝Di/Vi，i∈{1,2,……,16}；
(1.3)根据Indexi进行排序，选取影响最大排名前5的风向。
3.如权利要求2所述的机场环境容许空中交通量评估方法，其特征在于：所述步骤(2)包括以下分步骤
(2.1)计算航空器不同运行阶段下，不同类型污染源的污染物m在各时间片j的排放强度SSm；
(2.2)建立污染物浓度评估坐标系(X，Y，Z)；
(2.3)计算各风向下任一评估点(x,y,z)的污染物m的浓度大小；
(2.4)找出评估范围内所有评估点的浓度最大值；
(2.5)对比找出形成污染物浓度最大的气象条件。
4.如权利要求3所述的机场环境容许空中交通量评估方法，其特征在于：所述步骤(3)包括以下分步骤
(3.1)根据流量分布特点和机型比例，对航班进行增量处理；
(3.2)以影响最大的气象条件为基础，计算不同增量下的小时平均污染物浓度最大值和日平均污染物浓度最大值；
(3.3)建立小时平均污染物浓度最大值与机场流量的关系；
(3.4)建立日平均污染物浓度最大值与机场流量的关系。
5.如权利要求4所述的机场环境容许空中交通量评估方法，其特征在于：所述步骤(4)包括以下分步骤
(4.1)根据《环境空气质量标准》的要求，找出各污染物的浓度小时和日限定值；
(4.2)根据小时平均污染物浓度最大值与机场流量的关系，求出小时限定值对应的航班流量，该流量为机场环境容许小时空中交通量；
(4.3)根据日平均污染物浓度最大值与机场流量的关系，求出日限定值对应的航班流量，该流量为机场环境容许日空中交通量。
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