第三章 區塊等候下航機起飛過程之模擬
3.4 區塊等候下航機於空側地面之移動
為了降低航機於跑道旁停等之燃油損耗本研究擬引用 Dougherty(1997)提出 之區塊等候概念於起飛航機停等指派上。該概念之目的也是為了降低運具燃油損 耗，其主要是將運具等待之區域分為主動區(Active Section)與被動區(Passive Section)，位於前區之運具，其具有不斷消耗燃油之特性；而位於後區之運具，
則必須關閉運具的引擎以達到降低燃油損耗之效益；當前區運具均接受服務並離 開後，後區之運具才啟動引擎並且移動至前區。
以機場空側地面系統來看，由於一般機場空側地面之停等區域分為跑道旁停 等區與機門停機坪及遠端停機坪。航機位於各區的燃油損耗特性與區塊等候概念 的定義十分相似，當航機位於機門停機坪(被動區)即關閉引擎；航機於跑道旁停 區(主動區)一般則保持啟動引擎轉動，隨時準備進入跑道。本研究即引用此一概 念並擬構建區塊等候下，機場管理單位為降低航機燃油成本須額外考量之成本。
本研究於區塊等候方法之應用上與 Dougherty(1997)應用於都市車隊之方法 相異處，在於被動區航機滑行至主動區之時間點。Dougherty(1997)於都市車隊延 滯之區塊等候主要是以主動區車隊是否均已離開，作為被動區車隊移動至主動區 之判別條件，該作法乃因應車隊延滯系統特性，為降低燃油損耗而提出之。然而，
當引入區塊等候於機場延滯系統作為指派航機停等之方式時，就機場空側延滯系 統而言，應先考慮的問題乃是跑道是否有空滯之疑慮，由於機場空側之機門停機 坪與跑道旁停等區之間存在著滑行道系統，航機移動至跑道旁通常須耗費相當之 時間，且航機間亦須考量滑行安全間距。若應用區塊等候於機場空側，仍以主動 區完全淨空作為被動區延滯航機移動之判別條件，航機在滑行道系統與安全間距 之影響下，勢必將使跑道發生嚴重之空滯情形，造成機場營收之損失。故本研究 為降低航機燃油成本，且避免跑道空滯過於頻繁，遂提出區塊等候下，延滯航機 由機門停機坪出發的時間，應以「跑道旁停等區機位空滯的時間」作為判別，也 就是當航管單位決定指派k 架航機至停等區停等，且第 i-k 架航機於
T
ib−k,d時間進入跑道起飛時，則航機i 由機門停機坪出發的時間亦為
T
ib−k,d時間，如下所示。式 中上標b 表示該值為區塊等候下所求得。b d k i b
a
i
T
T
,=
− , (3-10)又根據連續指派航機停等之分析可知，航機由機門停機坪出發之時間須考量 其與前機相隔之安全間距。故將式(3-2)與式(3-10)合併成式(3-11)，即為區塊等候 下，延滯航機由機門停機坪出發之時間。
{
ist ibkd}
b a i b
a
i
Max T t T
T
,=
−1,+
,,
− , (3-11)故當第i 架航機的出發時間為
T
ib−1,a+ t
i,st時，表示跑道旁停等區已有閒置機位可供 後續航機進入，但由於第 i 架航機尚未與前機保持足夠的安全間距，因此，第 i 架航機必須停等於機門停機坪；相反地，當出發時間為T
ib−k,d，意謂第i 架航機雖 然已經沒有滑行安全間距之顧慮，但是，跑道旁停等區尚未有閒置的機位可供航 機停等，若提早前往跑道旁停等區則可能發生沒有機位停等之窘境。依據前述之分析，在假設跑道僅供航機連續起飛之假設情境下，機場管理單 位若連續指派起飛航機至跑道旁停等區停等，一般而言，由於航機起飛隔離間距 與航機滑行安全間距，對航機停等於跑道之時長存在互補關係，雖可降低航機於 跑道旁停等之時長。然而，起飛航機之間所須維持的隔離間距往往較航機間應保 持的滑行安全間距來的長，故多數起飛航機仍須停等於跑道旁待命，進而造成航 機燃油成本之增加。有鑒於此，本研究採用區塊等候之目的在於藉由停等區航機 指派數量之改變，以控制航機於跑道旁之停等時長，進而達到節省燃油成本之效 益，故定義航機由機門停機坪出發的時間為跑道旁停等區機位空出的時間(
T
i−bk,d) 與前機保持安全間距之出發時間(T
i−b1,a+ t
i,st)，兩者中選擇較晚者，即式(3-11)。在跑道僅供航機連續起飛之假設前提下，航機可進入跑道之最早時間(
T
ib,d') 可經由前機進入跑道的時間(T
ib−1,d)，加上前機佔用跑道之時長(t
i−1,r)及前後航機 起飛隔離間距(t
i,st)求得；而起飛航機抵達跑道旁的時間(T
ib,h)則可藉由區塊等候 下航機由機門停機坪出發之時間(T
ib,a)加上航機滑行時長(t
i,m)而得。將航機可進 入跑道之最早時間減去航機抵達跑道旁的時間，即可判斷該機於航管單位實施區 塊等候指派 k 架航機至跑道旁停等區時，在跑道旁停等之時長(或造成跑道空滯 之時長)。而上述時長依航機抵達跑道旁時間與航機可進入跑道時間之異同，造 成航機於跑道旁停等(或跑道空滯)之狀況可分為以下三種情形。圖 3.1～3.4 之時 間軸下方第一列時間點由左而右，分別表示第i-1 架航機由機門出發之時間、抵 達跑道旁停等區之時間以及進入跑道的時間；第二列為第i-1 架航機與第 i 架航機維持足夠滑行安全間距之時間，以及區塊等候下航管單位指派k 架航機至跑道
b
b
（3）當航機抵達跑道之時間(