一、2018年春运部分繁忙机场超容运行分析
在2018年2月1日至3月12日为期40天的春运中，我国民航空管系统共保障运输航班633891班，日均15847班，2018年2月9日（农历腊月24）保障16459班，达到春运峰值。春运期间，空管系统共保障我国大陆地区232个民航运输机场航班起降1046750架次，日均起降26169架次，较2017年日均起降增长5%左右。
随着民航运输量的增长，各地机场存在不同程度的超容运行现象。春运期间，全国民航机场总超容运行3705小时，日均93小时，其中2018年2月23日（农历正月初八）超容运行最为严重，有29个机场超容，平均超容率达10%。
结合数据统计结果，部分机场超容量运行已成为一种常态。
本文结合2018年春运40天的次日飞行计划数据、飞行动态电报数据、ACARS数据、雷达综合航迹数据，统计了繁忙运输机场超容运行情况，并对两次超容运行进行了剖析。
二、全国部分繁忙机场运行简况
40天春运期间，我国起降架次排名前20的机场共起降航班630601架次，占全国民航运输机场总起降的60%，如图1所示。
这20个主要机场日均起降785航班，标准差为347，分布极不均衡，有较为明显的地域特征。
从起降架次规模来看，这些机场大体可以分为3个梯队。
第1梯队是日均起降1200架次以上的机场，共3个机场：北京首都机场（日均1654）、上海浦东机场（日均1373）、广州白云机场（日均1328）。
第2梯队日均起降700到1100架次，共7个机场：昆明长水机场（日均1013）、成都双流机场（日均986）、深圳宝安机场（日均976）、西安咸阳机场（日均889）、重庆江北机场（日均827）、杭州萧山机场（日均770）、上海虹桥机场（日均702）。
第3梯队日均起降440到700架次，共10个机场：郑州新郑机场（日均611）、南京禄口机场（日均594）、厦门高崎机场（日均543）、海口美兰机场（日均528）、武汉天河机场（日均511）、长沙黄花机场（日均498）、青岛流亭机场（日均488）、天津滨海机场（日均487）、乌鲁木齐地窝堡机场（日均464）、贵阳龙洞堡机场（日均446）。
图1 春运期间起降架次排名前20的机场数据
将这20个主要机场在春运期间日均起降航班数量与2017年全年日均进行对比，如图1所示。大多机场在春运期间的起降架次相对2017年全年日均都有不同程度的增长，平均增长5%左右，其中海口/美兰机场、郑州/新郑机场、贵阳/龙洞堡机场的起降增长率表现比较突出，分别达到23%、14%、9%。
同时，也存在日均起降增长率小于0的机场，如上海/虹桥机场（-3%）、青岛/流亭机场（-1%），即春运期间这两个机场的平均日起降架次小于2017年日均起降架次。
旺盛的需求与现有保障能力的不足之间的矛盾，导致了机场超容运行现象的产生。
通过运行数据分析发现（详见图2），春运期间日均超容量1小时及以上的机场达23个。其中广州白云机场、上海浦东机场、西安咸阳机场、北京首都机场、深圳宝安机场超容运行比较频繁。
需要注意的是深圳宝安机场日均超容运行时间最多，达9小时，平均超容率约10%（超容率指机场的起降架次超出其容量标准的百分比）。北京首都机场作为时刻资源最紧张、时刻控制最严格的机场，日均超容高达5小时，平均超容率4%。
图 2频繁超容运行机场
图3 频繁超能力运行机场
继续选取频繁超容的23个机场进行分析，结合图2、图3。从超容率来看，海口美兰机场、长春龙嘉机场、哈尔滨太平机场、石家庄正定机场的超容率比较突出，平均超容率在12%左右，尤其海口美兰机场和长春龙嘉机场的最大超容率都达到43%。
在这些频繁超容量运行的机场中，有部分机场的起降架次排名并不高，但其超容量现象却比较明显，如长春龙嘉机场、哈尔滨太平机场、石家庄正定机场等。
对这些机场的实际起降架次进行统计，发现这些机场在不同时段的起降架次差异较大，起降架次集中于部分高峰时段且超出容量限制，而其他非高峰时段的起降较少。
进一步查看起降繁忙但超容量现象较少的机场，如昆明长水机场、成都双流机场，二者起降架次在全国排名靠前，但这两个机场在整个春运期间的超容量运行次数只有27次。
对这些机场的小时起降架次进行分析，发现其不存在比较明显的流量波峰和波谷，使其可以更充分的利用空域资源。而主要机场中不均衡度最小的杭州萧山机场，虽然日均超容运行时间较长，日均7小时，但平均超容率最低，只有4%。
三、典型分析
机场的航班时刻结构对实际运行中是否超容运行起到关键性的作用。由于起降航班的不均衡性，现实中可能存在依据飞行计划的舱门时刻计算流量时机场不超容，但将舱门时刻转换为起降时刻重新计算后反而超容的情况。因此，本案例将分别以开/关舱门时刻、起降时刻为基准对次日飞行计划及实际起降进行超容量统计分析。
（一）首都机场某次次日计划超容的运行情况
现就2018年2月14日17:00-17:59这一小时内北京首都机场的次日飞行计划进行分析，次日飞行计划在这个时间段内有100个航班，超容率达13.6%，其中计划起飞51班（含临时计划起飞航班5个）、计划降落49班（含临时计划降落航班5个），计划航班中实际执行91个航班，其中起飞43班、落地48班。
在实际执行起飞航班中，有3个航班关舱门延误，平均延误45分钟，延误率7%，所有执行航班的平均关舱门延误为3分钟；有11个航班起飞延误，平均延误49.6分钟，延误率26%，所有执行航班的平均起飞延误为13分钟；有32班起飞正常。在实际执行落地航班中，有8个航班的实际落地时间比预计开舱门时间晚10分钟以上，平均延误29分钟，延误率17%，余40班落地正常。这些起飞不正常、落地不正常的航班自然也会对下一时段的航班运行产生影响。
实际起降统计表明，首都机场在下一时段，即：18：00-18：59期间实际起降93架，超容率5.7%，起飞正常率为62.5%。
（二）首都机场某次实际超容运行情况
北京首都机场在2018年2月2日12：00-12：59期间实际起降102架（详见图4），超容率达到16%，其中54架起飞、48架降落。
相对实际运行中如此大的超容率，该时段的次日飞行计划超容情形并不严重，依据舱门时刻统计该时段运行89架航班，起飞44架、降落45架。
然而，当依据标准场面滑行时间将开关舱门时刻转换为起降时刻进行统计，发现起降架次为95，超容率达到8%。这就使得该时段的航班计划从结构上就已出现了较大的超容可能性，而实际运行中的多种动态、随机因素自然加剧了超容现象的进一步发展。
图4 北京首都机场某次实际超容运行示例
进一步提取该时段102架实际起降航班的计划开/关舱门时刻，并统计计划开/关舱门时刻所处的不同时段。发现这些起飞航班的计划关舱门时刻主要分布在11：30-12：29期间，但也有更早时段的累积延误航班，甚至有1架航班的计划关舱门时刻为09：30。降落航班的计划开舱门时刻主要分布在12：00-13：29期间，但也存在落地航班提前或延误较大的情形，如有1架航班的计划开舱门时刻为14：00、1架航班的计划开舱门时刻为11：25。（详见图5）。
图5 首都机场某次实际超容运行示例航班计划信息
在54个起飞航班中，3个航班关舱门延误，平均延误36分钟，延误率6%；22个航班起飞延误，平均延误53.8分钟，起飞延误率41%。
在48个落地航班中，有8个航班的实际落地时间比预计开舱门时间晚10分钟以上，平均延误28分钟，落地延误率17%。综合起飞和落地来看，首都机场在该时段超容率16%，起飞延误航班为22个、落地延误航班有8个。可以看出，较大的超容率往往催生大量的不正常航班。
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