第五章 模擬結果分析
6.1 航機延誤預測模式之推估邏輯
6.1.4 離(進)場等候延誤—後續離、進場航班延誤時間之推估邏輯
圖6-6 後續離、進場航機延誤收斂時間示意圖
圖6-6 中,對後續進場航機B 來說,其與首架進場航機A之間,原本有t - t1分 鐘的時間差,但是系統僅需
( ∑ DK +∑ A
K)
N
60 的時間就可以處理完之前所累積的
航機量(
N
60 為系統處理一架航機平均所需要的時間),故對航機B來說,相較於
航機A之延誤而言,其可減少之延誤時間為
(
−)
−( ∑ DK +∑ A
K
t N
t
601
)
分鐘。同樣的邏輯也適用在後續離場航機部份。
6.2 航機延誤預測模式之推估 6.2.1 起降方向改變下之航機延誤模式
本小節分成兩部份,分別推估進場航機與離場航機在起降方向改變下之航機 延誤模式。文中所有之出發時間與抵達時間,均為班機時刻表上所列出之時間。
(1)起降方向改變下進場航機延誤
進場航機準時與否,與該班機在起飛機場出發時是否有起飛延誤、排定的巡 航時間中是否加入緩衝時間,以及進場時是否受到航管限制有關。假設航機在原 起飛機場並無起飛延誤,且實際巡航時間等於班表巡航時間的情況下,航機之預
定抵達時間(ETA)會等於班表抵達時間。
再次使用原起降方向落地航機的進場延誤為(6.2)式。
其中,I 表示起降方向改變持續的時間;t2表示首架再次使用原跑道方向起
場關閉時間的時間差; 累積的範圍從機場開放後首架落地的航機開始,至
(2)依據實際調查的平均數據,航機自後推至起飛中間所需時間的平均值 約為11 分鐘,故a1設定為11;航機自跑道落地後滑行至停機坪所需時 間平均約為4 分鐘,故a2設定為4。也因為如此,各情境中之進場航機,
只列出預定在改變時點 4 分鐘後抵達的部份(表示之前的航機均會在 改變之前正常抵達),而各情境中之離場航機,只列出預定在改變時點 前11 分鐘後出發的部份(表示之前出發的航機均會在改變之前正常起 飛離場)。
(3)關於航機地面實際作業時間分配方面,本研究依實際調查結果,僅依 機型之不同概分為兩類:B757 / MD82 / MD83 / MD90 / A321 / A320 / F50 等機型之地面作業時間平均設定為 28 分鐘;DHC8-200 / DHC8-300 / ATR72 / F50 等機型之地面作業時間平均設定為 24 分鐘。
另外,在驗證航機延誤模式之前,先簡單介紹 SIMMOD 模擬模式改變班表 流量的功能。SIMMOD 提供複製航班(CLONING)的功能,能夠在特定的航線 上,依據使用者事先所輸入的離到場航班型態,增加或減少使用該航線的航班數 目。航班複製是機場管理當局在航班規劃時期,以航班增減量預測航機延誤程度 相當好的工具。航班複製功能可設定在任意航線或任意時段發生,例如可在早晨 的尖峰時段設定某條航路增加20%的航班數,另一條航路減少 10%的航班數,以 分析航機運作與延誤的情況。此功能可複製高達 500%的航機數目,以供使用者 逐步增加系統內的航機數,藉由航機延誤的情況,來推估機場容量。
6.3.1 航機流量增加 20%,起降方向改變時間 30 分鐘
情境一:將現時松山機場的進場與離場航機流量各增加 20%,並假設 14:00 起降方向由10 轉為 28,並於 14:30 回復為正常運作。
松山機場在 14:04 至 15:15 時段內,增加流量後之進場航機班機時刻表,以 航機延誤模式計算之航機延誤時間與以 SIMMOD 模擬模式計算之延誤時間比 較,如表 6-1 所示。另外,松山機場在 13:49 至 15:15 時段內,增加流量後之離 場航機班機時刻表、以(6.3)式計算之預計後推時間,以及以航機延誤模式計算 之航機延誤時間與以SIMMOD 模擬模式計算之延誤時間比較,如表 6-2 所示。
表訂地面作業時間,乃為該架班機在松山機場表訂之抵達時間與表訂離場時 間之差。真實航班的地面作業時間可由班機時刻表得到,虛擬航班則必須先在 SIMMOD 中輸入航機地面作業時間的範圍,然後 SIMMOD 會考量機型的不同,
以及班表的狀況,安插虛擬之進場航班與離場航班在班機時刻表中。之後只要依
DE009 1425 1425 1 2 12.111 12.195 DE010 1430 1430 4 3 12.231 11.862 DE011 1435 1446 7 5 13.631 13.517 DE012 1440 1440 6 4 6.571 6.343 DE013 1440 1451 9 7 13.751 13.608 DE014 1442 1453 9 8 13.031 13.267 DE015 1445 1449 7 6 4.911 4.953 DE016 1450 1455 10 10 8.871 8.615 DE017 1450 1454 9 9 6.311 6.218 DE018 1455 1502 11 11 7 7.026 DE019 1500 1518 13 12 18 17.816 DE020 1505 1519 13 13 14 14.038 DE021 1510 1524 14 16 14 14.057 DE022 1515 1522 14 15 7 6.891 DE023 1515 1521 14 14 6 6.194
註:調整離場時間 = 表訂離場時間 + (ID + RGT+AGT–SGT)
由表 6-2 可以看出,延誤預測模式與 SIMMOD 模擬模式所預測航機之延誤 時間,差異最大的是編號DE004 的航班,兩者差異為 1.323 分鐘。探究其原因,
乃因為在該時點預計有兩架航機出發,但因為航管隔離的要求,並無法使兩架航 機同時出發。本研究使用之隔離值(
N
60)為在ADAD 起降模式下之平均隔離值,
兩架連續離場航機之實際隔離值較平均值大,故其有較明顯之差異。由此看來,
若機場管理單位在安排航班時刻表時,能錯開其時間,即能改善航機之技術性延 誤。
整體來看,延誤預測模式與 SIMMOD 模式所預測離場航機延誤時間之誤差 平均僅為0.172 分鐘,顯示延誤預測模式能有效地預測多數航機的延誤時間。
6.3.2 航機流量增加 40%,起降方向改變時間 40 分鐘
情境二:將現時松山機場的進場與離場航機流量各增加 40%,並假設 16:00 起降方向由10 轉為 28,並於 16:40 回復為正常運作。
松山機場在 16:04 至 17:15 時段內,增加流量後之進場航機班機時刻表,以 航機延誤模式計算之航機延誤時間與以 SIMMOD 模擬模式計算之延誤時間比 較,如表 6-3 所示。另外,松山機場在 15:49 至 17:15 時段內,增加流量後之離
場航機班機時刻表、以(6.3)式計算之預計後推時間,以及以航機延誤模式計算
DE001 1550 1550 1 0 14.551 14.718 DE002 1555 1555 3 1 13.391 13.694 DE003 1555 1558 3 2 14.671 14.513 DE004 1600 1603 4 3 12.231 12.368 DE005 1600 1604 4 4 13.511 14.017 DE006 1605 1605 5 5 11.071 10.835 DE007 1605 1605 5 6 12.351 13.504 DE008 1610 1610 8 7 12.471 12.426 DE009 1610 1613 9 8 15.031 15.113 DE010 1615 1615 10 9 12.591 12.379 DE011 1620 1624 0 0 23.271 23.508 DE012 1625 1625 1 1 20.831 21.304 DE013 1629 1645 9 2 28.531 28.461 DE014 1633 1649 9 3 25.631 25.911 DE015 1635 1650 10 4 26.191 25.746 DE016 1640 1653 10 5 22.471 22.813 DE017 1645 1658 13 6 22.591 23.016 DE018 1650 1659 13 7 18.871 19.462 DE019 1650 1702 14 9 22.711 22.695 DE020 1655 1700 14 8 16.431 16.374 DE021 1700 1708 15 11 16.551 16.338 DE022 1700 1703 14 10 13.991 14.127 DE023 1705 1726 18 14 21 21.298 DE024 1705 1710 15 12 12.831 12.614 DE025 1710 1710 15 13 9.111 10.319 DE026 1710 1729 18 15 19 18.765 DE027 1712 1730 19 16 18 17.816 DE028 1715 1732 19 17 17 17.773
註:調整離場時間 = 表訂離場時間 + (ID + RGT+AGT–SGT)
由表6-4 的結果可以看出,延誤最嚴重的航班為編號 DE013 的班機,延誤時 間接近 29 分鐘。該班次原定 16:04 分抵達,在地面作業 25 分鐘之後,於 16:29 分離開。導致其延誤的原因在於該班次來機(AR001)受到風向轉換的影響,已 有 13 分鐘的延誤(16:04Æ16:17),該班機地面作業時間比平均作業時間少 3 分 鐘(28-25),所以調整在 16:45 分才能出發(16:29 + 0:13 + 0:03)。出發時又受到 之前累積流量的影響,依據(6.5)式的計算結果,增加了 12.531 分鐘之離場等 候時間,故總共延誤時間為28.531 分鐘。
在情境二之下,延誤預測模式與 SIMMOD 模擬模式所預測整體航機延誤時
AR020 1642 13 10 29.231 29.742
DE020 1645 1716 30 17 43.431 44.176 DE021 1645 1717 31 18 45.991 46.385 DE022 1647 1718 31 19 45.271 46.017 DE023 1650 1715 30 16 37.151 37.238 DE024 1650 1720 32 21 46.111 45.816 DE025 1655 1719 32 20 39.831 39.782 DE026 1655 1727 34 23 46.231 47.068 DE027 1700 1729 35 26 46.351 46.812 DE028 1700 1722 33 22 38.671 38.175 DE029 1702 1731 36 27 46.911 46.725 DE030 1705 1737 37 28 46.471 46.513 DE031 1705 1728 34 24 37.511 37.418 DE032 1710 1728 34 25 33.791 33.856 DE033 1710 1740 38 29 40.031 40.296 DE034 1713 1742 38 30 42.311 43.074 DE035 1715 1746 40 31 44.151 43.919
註:調整離場時間 = 表訂離場時間 + (ID + RGT+AGT–SGT)
表 6-6 中,在起降方向改變 25 分鐘,且航班增量 60%的情境下,離場航機 延誤超過40 分鐘的航機,總共有 11 架次。造成其嚴重延誤的原因,是因為最初 來機受到起降方向改變過渡運作影響,已造成20 分鐘至 30 分鐘不等的延誤,且 地面作業時間又不足,再加上離場時需等待系統處理之前累積的流量,造成其更 嚴重的延誤。延誤最嚴重的航班甚至延誤了47 分鐘左右。另外,由表 6-6 中可以 看出,由於增量60%的因素,預定在起降方向改變後一個小時內出發的航機,其 累積的離進場架次流量達到 61 架次之多,導致延誤時間有一直增加的現象。在 此情境下,75 分鐘後離場的航班(DE035)還延誤達 44 分鐘之久,其延誤擴散 的情況甚為嚴重。在此情境之下,延誤預測模式與 SIMMOD 模擬模式所預測整 體航機延誤時間之誤差平均僅為0.305 分鐘。
由以上三個情境驗證的結果可以得知,只要給定機場條件與影響條件(如跑 道容量、預定航機時刻表、起降方向改變時間等),本研究之延誤預測模式均能 有效地計算出之後某架航班預期的延誤時間。雖然有些數值的設定會因為機場與 環境的不同而改變(如最初的影響時間、離場等候時間及落地至靠門之間的時間 等),但只要依實際經驗或模擬模式的結果,適時調整此類數據,本研究所推估 之延誤模式還是能夠有效地預測個別航機延誤擴散的情況。
6.3.4 航機流量不變,機場關閉時間 30 分鐘
DE007 1435 1502 14 7 27 27.35 DE008 1440 1440 11 6 0 0 DE009 1440 1504 14 9 24.4 24.34 DE010 1445 1503 14 8 18.28 18.76 DE011 1450 1507 15 10 17.12 17.39 DE012 1450 1507 15 11 16.96 16.65 DE013 1500 1515 16 12 14.8 14.91 DE014 1505 1515 16 13 9.64 9.38 DE015 1510 1520 17 16 9.92 9.47 DE016 1515 1517 18 15 2.36 2.39 DE017 1515 1517 16 14 2.2 2.34 DE018 1520 1524 17 17 3.76 3.66 DE019 1525 1525 18 18 0 0 DE020 1530 1533 18 19 3 3.018 DE021 1530 1533 18 20 3 2.979 DE022 1540 1543 20 21 3 2.986 DE023 1550 1550 21 22 0 0
註:調整離場時間 = 表訂離場時間 + (ID + RGT+AGT–SGT)
由表 6-8 的結果可以看出,在機場關閉 30 分鐘的情況下,延誤時間最多的是 DE007 班機,延誤時間為 27 分鐘。該班機原定 14:05 分抵達,14:35 分離開,但 是因為機場關閉30 分鐘,故延遲至 14:34 分抵達,並於 15:02 分離開。在原定班 表的航機流量之下,並沒有發生太嚴重的延誤擴散。關閉 30 分鐘所累積的進場 航機數,大都能在再次開場後的 30 分鐘內處理完畢,而累積的離場航機,也大 都能在開場後的40 分鐘左右處理完畢。比較延誤式與 SIMMOD 模式模擬結果,
誤差最大的為 0.48 分鐘,平均誤差僅為 0.17 分鐘,顯示延誤式有準確預估航機 延誤的能力。
6.3.5 航機流量增加 40%,機場關閉時間 40 分鐘
情境五:將現時松山機場的進場與離場航機流量各增加 40%,並假設 16:00 機場關閉,並於16:40 回復為正常運作。
松山機場在 16:04 至 18:00 時段內,進場航機之班機時刻表,利用延誤模式 所計算之航機延誤時間與 SIMMOD 模擬模式模擬之延誤時間比較,如表 6-9 所 示。
表6-9 情境五之進場班機比較表
誤時間比較,如表6-10 所示。
DE033 1745 1746 33 27 2.68 2.68 DE034 1745 1752 37 33 14.76 14.82 DE035 1750 1756 40 35 16 16.07 DE036 1750 1754 39 34 15.28 15.33 DE037 1755 1759 41 36 14.24 14.19
註:調整離場時間 = 表訂離場時間 + (ID + RGT+AGT–SGT)
由表6-10 的結果可以看出,機場關閉 40 分鐘的情況下,延誤時間最多的是 DE011 次班機,延誤時間為 43 分鐘。該班機原定 16:04 分抵達,16:29 分離開,
但是因為機場關閉40 分鐘,故延遲至 16:44 分抵達,並於 17:12 分離開。在流量 增加 40%的情況下,機場關閉 40 分鐘所累積的進場流量,一直要到開場後的一 個小時左右才有辦法舒緩,而所累積的離場航機流量,一直到18:00 為止都還有 延誤的情況。以DE037 次航班為例,為了處理之前累積的航機數,造成其在離場 等候區多等候 10.04 分鐘。流量增加越多,其延誤擴散現象會越持久。比較延誤 式與SIMMOD 模式模擬結果,誤差最大的為 0.64 分鐘,平均誤差僅為 0.18 分鐘,
顯示延誤式有準確預估航機延誤的能力。
顯示延誤式有準確預估航機延誤的能力。