第五章 模擬結果分析
6.1 航機延誤預測模式之推估邏輯
6.1.1 案例分析
本研究在5.2 節分析延誤統計時,曾提到模擬的時段為早上 7 點至晚上 7 點 的13 個小時整點,以及各小時 30 分的半點,因此共有 25 個模擬時段。在每個 時段又分別以起降方向改變20 分鐘、30 分鐘、45 分鐘、60 分鐘以及 75 分鐘等 五種情境,因此可以得到 125 個案例。本小節選出 1700 起降方向改變,改變時 間為45 分鐘,亦即在 1745 起降方向恢復正常的案例,作為本小節分析之案例。
在 1700 起降方向改變,並於 1745 恢復正常的情境下,各次航班延誤時間與 累積總班次數(包括累積離場班次數與累積進場班次數)、累積機場容量及與前 架到場班次之間的地面作業時間,如圖6-1 所示。
圖6-1 之橫向座標為根據第一次起降方向改變後,預計離場航班之表訂離場 順序別所構成。縱向座標分別表示地面作業時間與延誤時間(單位為分)、累積 班次數與累積機場容量(單位為架次)。在起降方向改變之初,因為累積總班次 數大於跑道可以處理的班次數,造成航機的延誤。之後才漸漸地隨著跑道作業量 的提升,而使得航機的延誤時間呈現減少的趨勢。一直到起降方向第二次改變 時,才又出現大幅度增加的情況。因此,起降方向改變後出發的航機,會因為起 降方向改變作業的原因,造成延誤,但會隨著時間的增加,且跑道處理量大於航 機需求量,而使得延誤的時間漸漸收斂。因此,延誤時間的擴散與機場容量及航 機需求量的差值有關。
0
DK:表示在K時間點的離場航機流量 AK:表示在K時間點的進場航機流量
航機出發(後推)延誤時間之長短,如圖6-2 所示。
圖6-2 後推延誤時間示意圖
圖6-2 表示離場航機出發的準時與否,主要與四項因素有關:是否有進場延 誤(ID)、航機實際地面作業所需時間(RGT)、因未意料之偶發事件所產生之額 外等待時間(AGT)以及表訂地面作業時間(SGT)。若航機沒有進場延誤,且 表訂地面作業時間大於實際地面作業時間與額外等待時間之總合(case1),則離 場航機沒有延誤。若航機沒有進場延誤,但表訂地面作業時間小於實際地面作業 時間與額外等待時間之總合,兩者的差異就是離場航機的出發延誤時間(case2)。
航機若有進場延誤,但表訂地面作業時間足夠,則離場航機不會有延誤(case3)。
相反地,若航機有進場延誤,表訂地面時間又不足彌補其進場延誤,則離場航機 後推時也會有延誤(case4)。RGT 表示航機實際地面作業時間,實務上為旅客流
(passenger flow)與貨物流(cargo flow)處理時間中之最大值,在 SIMMOD 模 擬模式中則以航機在停機坪內上下客貨的時間機率分配表示,不同機型有不同的 機率分配。SGT 表示航機表訂地面作業時間,其數值可由航班時刻表與航機運用 班表中求得。AGT 則表示因為發生未意料之偶發事件所產生的額外等待時間,如 班機故障必須等待班機修復,或航管單位實施流量管制,航機必須停留在地面等
0。
6.1.3 離(進)場等候延誤—首架離、進場航班延誤時間之推估邏輯 (1)起降方向改變下,首架離、進場航機延誤時間推估邏輯
圖6-3 起降方向改變下首架使用新起降方向離、進場航機延誤時間示意圖
圖6-3 中,依據延誤統計的結果,在T - a1時點離場航機的平均離場等候延誤 時間為14.271 分鐘。不過,若首架離場航機是距T時點t2分鐘才出發(t2>0 若t2在 T之後;t2<0 若t2在T之前),那原本預計使用跑道的時間是T + t2 + a1分,其離場等 候延誤就會減少至14.271-(t2 + a1)分鐘。在進場航機部份,若管制員採取ADAD 之方式使用跑道,則首架進場航機延誤時間是14.271 - SAD(SAD表示進場航機與 離場航機之間的平均隔離時間)。同樣地,若首架進場航機是距T時點t1分鐘才抵 達,那首架進場班機的延誤就會減少至14.271-SAD-(t1 -a2)分鐘。
不過,若航機預定使用跑道的時間,是在第二次起降方向改變之後,也就是 航機回到原來起降方向,則其首架使用原起降方向的航機延誤時間如圖6-4 所示。
圖6-4 中,在起降方向改變I分鐘的情況下,首架使用原起降方向起飛的離場 航機,會等待到系統再次過渡作業完成後才起飛,因此其延誤時間為(I + 14.271)
-(t2 + a1)分鐘。同樣地,首架使用原起降方向落地的進場航機,其延誤時間為
(I + 14.271 - SAD)-(t1 - a2)分鐘。
圖6-4 調回原起降方向後首架離、進場航機延誤時間示意圖
(2)機場關閉情境下,首架離、進場航機延誤時間推估邏輯
圖6-5 機場關閉情境下首架離、進場航機延誤時間示意圖
圖6-5 中,在機場關閉 I 分鐘的情況下,首架受影響的進場航機會延遲至T +I 時點落地,而其原本落地的時間為T + t1 - a2分,因此其延誤時間為I -(t1 - a2)分 鐘。同理,首架受影響的離場航機會延遲至T + I + S 時點起飛,而其原本起飛
的時間為T + t2 + a1分鐘,因此其延誤時間為(I + SAD)-(t2 + a1)分鐘。
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。
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。