空中交通流量管理關(guān)鍵技術(shù)分析

1、 空中交通流量管理關(guān)鍵技術(shù)分析 1.概述空中交通流量管理為空中交通安全、有序和迅速流通的目的而設(shè)置的服務(wù)，以確保最大限度地利用空中交通管制容量和確保交通量與空中交通服務(wù)當(dāng)局宣布的容量相一致。空中交通流量的管理作為空中交通管理中的一個(gè)非常重要的組成部分，負(fù)責(zé)通過(guò)調(diào)整飛機(jī)的起飛順序和飛行時(shí)間這些因素來(lái)保證空中交通的暢通以及安全，能夠維持空中交通容量的正常讓空中交通能夠長(zhǎng)期處于流通的狀態(tài)。這方面的管理著重監(jiān)控并疏導(dǎo)一定區(qū)域內(nèi)的空域，使用最優(yōu)的策略來(lái)維系空中交通的高效性，與此同時(shí)時(shí)也避免了因?yàn)楣芾淼牟坏卯?dāng)而產(chǎn)生的空中事故?？罩薪煌髁抗芾砜梢苑譃閮蓚€(gè)部分：一，戰(zhàn)略流量管理；二，戰(zhàn)術(shù)流量管理。戰(zhàn)略流量管

2、理：這個(gè)階段應(yīng)充分利用空中交通管理規(guī)劃的成果，加強(qiáng)空域用戶與空中交通服務(wù)單位、機(jī)場(chǎng)等的對(duì)話，共同分析空域、機(jī)場(chǎng)和空中交通服務(wù)限制，季節(jié)性氣象條件改變以及重要的天氣現(xiàn)象。同樣，應(yīng)當(dāng)盡可能的尋找確定容量和需求之間的不平衡，以對(duì)交通流影響最小的原則來(lái)尋找可能的解決途徑。這些解決方案并不是最終方案，應(yīng)當(dāng)根據(jù)這個(gè)階段預(yù)期的需求進(jìn)行調(diào)整1。戰(zhàn)略階段包括：a）系統(tǒng)、定期、連續(xù)的收集并處理數(shù)據(jù)的過(guò)程；b）審查可用容量的過(guò)程；c）如果發(fā)現(xiàn)了容量和需求不平衡，需采取必要的措施以優(yōu)化并最大化可用容量，以充分滿足預(yù)計(jì)的需求，實(shí)現(xiàn)性能目標(biāo)。戰(zhàn)術(shù)流量管理：包括與預(yù)戰(zhàn)術(shù)流量管理和戰(zhàn)術(shù)流量管理兩部分。前者是飛行前的流量管理，

3、就是在飛機(jī)執(zhí)行一個(gè)飛行活動(dòng)任務(wù)之前的七天，對(duì)具體的飛行計(jì)劃進(jìn)行確定。按照飛行任務(wù)當(dāng)天的空中資源以及飛行任務(wù)的相關(guān)需求調(diào)整至最佳狀態(tài)。這一過(guò)程通過(guò)有關(guān)的平臺(tái)發(fā)布具體的飛行和流量管理信息。而后者則是飛機(jī)執(zhí)行飛行任務(wù)當(dāng)天展開(kāi)的管理，也就是實(shí)時(shí)流量的管理，這一過(guò)程側(cè)重于解讀當(dāng)天實(shí)際的空中交通實(shí)際情況和空域?qū)嶋H可承載容量對(duì)飛機(jī)飛行計(jì)劃進(jìn)行微調(diào)或者更新，然后為飛機(jī)分配具體的路線和時(shí)間。這個(gè)階段旨在減少容量和流量不平衡并充分利用各種可能提升容量的手段。由于人員問(wèn)題、重要天氣現(xiàn)象、險(xiǎn)情和特情、突發(fā)的基礎(chǔ)設(shè)施故障和限制、更精確的飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)、扇區(qū)容量值的修正等等因素影響，需要根據(jù)這些因素去調(diào)整原來(lái)的計(jì)劃措施。在

4、這個(gè)階段，提供準(zhǔn)確的信息至關(guān)重要，因?yàn)檫@可以預(yù)測(cè)短期內(nèi)任何重要事件的影響。可能會(huì)有多種不同的解決方法，這取決于航空器是否已經(jīng)離地還是即將離港。需要利用一切可用作預(yù)測(cè)的信息提前進(jìn)行規(guī)劃和管理。應(yīng)該基于從相關(guān)各單位得到的信息，盡可能多的定時(shí)的去評(píng)估空中交通流量管理措施的影響并加以調(diào)整。2.空中交通流量管理兩種方法空中交通流量的管理方法通常來(lái)講分為兩類，空域容量管理和空中交通流量管理?？沼蛉萘抗芾韨?cè)重于地面，比如機(jī)場(chǎng)和跑道通過(guò)對(duì)地面的管理二達(dá)到對(duì)空中的飛行區(qū)域結(jié)構(gòu)的控制和完善。但是問(wèn)題是這種方法涉及到的內(nèi)容比較多，因此協(xié)調(diào)起來(lái)不僅周期長(zhǎng)，而且難度大。后者因?yàn)橹苯訉?duì)飛機(jī)的起落時(shí)間和航線進(jìn)行調(diào)整和管理，

5、因此可行性高，能夠較好的實(shí)現(xiàn)流量調(diào)整的目的。后一種方法應(yīng)用十分廣泛。3.空中交通流量管理系統(tǒng)的關(guān)鍵性技術(shù)上個(gè)世紀(jì)八十年代開(kāi)始，我國(guó)才有了空中流量管理這種技術(shù)，短短三十年的發(fā)展，雖然我們?nèi)〉昧撕艽蟮倪M(jìn)步，但是仍然有較大的發(fā)展和提升空間?？罩薪煌髁抗芾淼暮锰幱泻芏?。因?yàn)橹挥性O(shè)置了專門(mén)的機(jī)構(gòu)和管理體系，使用高效的技術(shù)對(duì)空中交通進(jìn)行監(jiān)管，才能提高空中交通運(yùn)行的效率，減少工作人員的工作量，并且推動(dòng)空中交通邁向更加科學(xué)化發(fā)展的道路2。就目前的技術(shù)來(lái)看，空中交通流量管理技術(shù)的關(guān)鍵主要在于以下幾個(gè)方面：1）增強(qiáng)型交通管理系統(tǒng)增強(qiáng)型交通管理系統(tǒng)是美國(guó)目前正在使用的管理系統(tǒng)，這一系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)是專家的分析。好處

6、是能夠在比較大的空域范圍內(nèi)調(diào)整平衡流量和空域容量。這一系統(tǒng)主要包括交換、決策、分析流量、監(jiān)控和顯示等等模塊。交換是指數(shù)據(jù)的交換，支持管理部門(mén)和航空公司之間數(shù)據(jù)的交換和傳遞，這樣一來(lái)空中交通流量的狀態(tài)就可以實(shí)現(xiàn)共享；協(xié)同決策時(shí)指不同單位部門(mén)間對(duì)于管理內(nèi)容以及方法的協(xié)調(diào)和聯(lián)系；分析則是一定時(shí)間內(nèi)對(duì)空域的管理范圍進(jìn)行評(píng)估；另外，這一系統(tǒng)還包括流量的監(jiān)控以及顯示、調(diào)度執(zhí)行和延誤控制等。2）終端雷達(dá)管制自動(dòng)化控制這項(xiàng)技術(shù)可以真毒空中的交通狀況進(jìn)行建模，再通過(guò)所建立的模型確定最優(yōu)的決策方法，管理的內(nèi)容包括：飛行時(shí)間間隔、起降時(shí)間，幫助管理部門(mén)是實(shí)現(xiàn)空中的飛行航路協(xié)調(diào)。3）全空域和機(jī)場(chǎng)建模顧名思義，即主要對(duì)

7、跑道容量、停機(jī)位容量、滑行道容量、路徑分配等進(jìn)行模型的沖突解決，建立與實(shí)際情況相一致的模型，然后制定出有效可行的地面容量規(guī)劃方案，以此來(lái)完成空中交通流量的管理決定。4）協(xié)同航路調(diào)節(jié)這項(xiàng)技術(shù)把歷史數(shù)據(jù)和目前有的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，按照飛行計(jì)劃信息對(duì)將來(lái)的擁擠程度和容量大小這些信息處理然后預(yù)測(cè)威力啊飛行過(guò)程中可能存在的問(wèn)題，以此來(lái)選擇航線，亦可減輕擁擠度、避讓危險(xiǎn)天氣。5）定期航班規(guī)劃合理的航班管理計(jì)劃通常能夠帶來(lái)高質(zhì)量的空中交通流量管理，尤其在空域環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜的情況下，如何來(lái)對(duì)航班計(jì)劃進(jìn)行檢查和校正，保證數(shù)據(jù)的有效性是管理規(guī)劃的關(guān)鍵。而這項(xiàng)內(nèi)容涉及到數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，數(shù)據(jù)處理技術(shù)以及信息管理技術(shù)等多項(xiàng)

8、技術(shù)，通過(guò)這些技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)文件的歸檔，儲(chǔ)存和更新。另外，這些數(shù)據(jù)庫(kù)也能夠?yàn)楣芾韰^(qū)、扇區(qū)、航路等相關(guān)設(shè)施提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持。6）計(jì)算機(jī)輔助時(shí)隙分配 這項(xiàng)技術(shù)計(jì)算每一架飛機(jī)的起飛時(shí)間然后進(jìn)行時(shí)隙分配，能夠更加合理地分配飛機(jī)的時(shí)隙，以此來(lái)監(jiān)控航班運(yùn)行狀態(tài)，為航班提供數(shù)據(jù)支持。避免出現(xiàn)飛行沖突等突發(fā)事件，提高空中流量的管理。具體算法如下：a. 將所有航班按優(yōu)先級(jí)順序從高到低分類；b. 對(duì)每一類航班按照預(yù)計(jì)到達(dá)限制點(diǎn)或扇區(qū)的先后順序排序，然后將航班按a 中所描述的優(yōu)先級(jí)順序整合在一起，形成一個(gè)隊(duì)列；c. 將所有可使用的時(shí)隙按升序排列，然后按照優(yōu)先滿足優(yōu)先級(jí)高隊(duì)列的航班需求的原則，依次分配給航班隊(duì)列的每一

9、個(gè)航班控制過(guò)點(diǎn)時(shí)間（cto）時(shí)刻；d. 每個(gè)航班根據(jù)獲得的控制過(guò)點(diǎn)時(shí)間（cto）獲得對(duì)應(yīng)的時(shí)隙的所有權(quán)，并根據(jù)控制過(guò)點(diǎn)時(shí)間（cto）反推該航班計(jì)算起飛時(shí)刻（ctot）。結(jié)合我所在的深圳塔臺(tái)實(shí)際運(yùn)行情況，計(jì)算機(jī)輔助時(shí)隙分配是目前運(yùn)用最為廣泛的方法。管制單位應(yīng)當(dāng)盡力按照接近給定航班ctot 的時(shí)刻進(jìn)行保障，應(yīng)當(dāng)在ctot 時(shí)刻5 分鐘時(shí)間范圍內(nèi)起飛。如因各種原因無(wú)法在上述容差范圍內(nèi)起飛時(shí)，管制塔臺(tái)應(yīng)當(dāng)盡早通知地區(qū)流量管理單位并協(xié)商新的ctot 時(shí)刻并執(zhí)行。由于軍事活動(dòng)或空域限制等特殊原因，管制單位在某段時(shí)間確實(shí)無(wú)法執(zhí)行ctot 容差范圍要求的，機(jī)場(chǎng)管制單位經(jīng)與地區(qū)流量管理單位協(xié)商并獲得同意后可安排

10、航班在ctot 前10 分鐘至ctot 后15 分鐘范圍內(nèi)起飛，且應(yīng)當(dāng)在推出開(kāi)車后及時(shí)向地區(qū)流量管理單位通報(bào)預(yù)計(jì)的起飛時(shí)刻。如同一機(jī)場(chǎng)航班受同一尾隨間隔流量管理措施限制在排序隊(duì)列中是連續(xù)的，則管制塔臺(tái)應(yīng)盡力滿足尾隨間隔的要求，應(yīng)保證不小于尾隨間隔值的80%以避免航空器離場(chǎng)后在空中長(zhǎng)時(shí)間盤(pán)旋等待間隔。因軍事活動(dòng)、復(fù)雜天氣、航空器故障、航空器特情或重要飛行任務(wù)保障等不可抗拒因素?zé)o法執(zhí)行ctot 且無(wú)法估計(jì)起飛時(shí)刻時(shí)，機(jī)場(chǎng)管制塔臺(tái)應(yīng)當(dāng)及時(shí)通知地區(qū)流量管理單位以便釋放時(shí)隙資源，地區(qū)流量管理單位也應(yīng)當(dāng)制定相應(yīng)的工作程序在此類情況發(fā)生時(shí)主動(dòng)釋放時(shí)隙資源。機(jī)場(chǎng)管制塔臺(tái)還應(yīng)當(dāng)在此類情況解除后及時(shí)通知地區(qū)流量管理單位，并與地區(qū)流量管理協(xié)調(diào)航班起飛時(shí)刻3。（注：流量管理單位此時(shí)可以對(duì)該類