空中交通流量管理关键技术分析

　　摘要 随着空中交通需求与空域资源之间矛盾的加剧，空中交通拥塞现象越来越显著，这不仅会影响飞机飞行计划的执行，还会为民航市场带来巨大的经济损失。本文首先对空中交通流量管理概念、内容以及意义等进行了介绍，然后对科学有效的空中交通流量管理过程中所使用的关键系统和关键技术进行了分析和讨论。 　　关键词 空中交通；空域资源；流量管理 　　中图分类号V35 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）111-0085-02 　　国民经济的持续高速发展使得空中交通流量迅猛增加，特别是在中东部经济较发达地区，可用空域逐渐减小，空中飞行矛盾越来越突出。为解决空中交通拥挤问题，需要针对空域使用情况采用适当的流量管理方法、技术和策略对空中交通进行管控和协调，在保障飞机飞行安全性的同时提升民航服务效率和质量。 　　1 空中交通流量管理概述 　　空中交通流量管理是空中交通管理的一个重要组成部分，其主要负责空中交通的安全呢，通过调整飞机飞行时间、飞行顺序以及其他因素等保障空中交通容量并维持空中交通处于长期流通状态。 　　空中交通流量管理侧重于对一定区域内的空域使用情况进行监控和疏导，以最佳的决策来维护空中交通服务的畅通高效，同时避免因管理不当所引起的事故情况的发生。 　　该管理过程可以分为战略流量管理和战术流量管理两个阶段。前者又被称为先期流量管理，主要是在长期范围内，如数月到七天之内，的飞行活动进行管理、分析与协调，提前性地对空中交通需求进行评估，确认和调整各飞行任务之间的协调性，制定适当的解决方案避免飞机飞行过程中出现问题。该阶段也负责制定年度空中交通容量计划、航路分配计划等内容。 　　后者又分为预战术流量管理和战术流量管理两部分。预战术流量管理，即飞行前流量管理，是在飞机执行飞行活动前的一直七天内对具体的飞行计划和管理活动进行确认和调整，依照当前的空域资源和飞行需求调整空中流量到最佳状态。该阶段会通过相关平台发布具体的飞行与流量管理信息。在飞机执行飞行任务当日所开展的管理活动为战术流量管理，即实时流量管理，该过程主要是对当日实际的空中交通情况和空域可承载的容量对飞行计划进行更新或细微调整，并向飞机分配具体的路径和时隙等。 　　2 空中交通流量管理方法 　　对空中交通流量管理方法进行分类，可以将其分为空域容量管理和空中交通流量管理两类。前者主要是对地面的机场和跑道，空中的飞行区域结构以及飞机类型和管制程序等进行改进和完善，进而实现空中交通流量的管理。显然该方法涉及内容多，协调难度大，实现周期长，不能够完全承担空中交通流量管理相关任务。后者则是对飞机的起飞时刻、飞行航线、降落时间等进行调整与管理，进而实现调整流量的目的。该方法可行性高，应用非常广泛。 　　3 空中交通流量管理系统及其关键技术 　　我国空中交通流量管理起步于二十世纪八十年代，但是就其发展与应用来看，扔存在非常大的发展空间。设置专门的管理机构，开发专业的管理系统，应用先进高效的管理技术对空中交通状况进行管理，不仅能够有效提高空中交通效率，还能够降低空中管制人员的工作负荷，推动空中交通向科学化、高效化发展。 　　目前空中交通流量管理先进系统和关键技术主要集中在以下几方面。 　　1）增强型交通管理系统 　　该系统是美国当前所使用的空中交通流量管理系统，主要是在流量控制专家的分析和研究的基础上所开发的。其可在全国范围内对飞行流量范围和空域系统容量进行调控和平衡。 　　系统包括数据交换、协同决策、流量分析、动态监控与显示等几部分模块。数据交换功能可以支持管理部门和具体执行飞行任务的航空公司之间进行数据交换与传输，可实现空中交通流量状态的实时共享；协同决策功能则是允许各单位或部门之间对具体的流量管理方法和管理内容进行协商和联系；流量分析则是定期对管理空域范围内的飞行状态进行评估；其他功能还包括流量监控与显示、地面延误控制、调度执行等。 　　2）终端雷达管制自动化控制技术 　　基于该技术可以对空中交通状况进行评估和模型建立，然后依照所建立的模型制定最佳的决策方案对交通管理、飞机时间间隔以及航路/下降任务等进行咨询，辅助实现空中飞行航路的协调管制。 　　3）协同航路调节技术 　　该技术以历史数据和现有监控数据为基础，根据各飞行计划信息对未来空域航路的拥挤度、容量大小等信息进行处理，查找和确定未来飞行计划中存在的问题，并对备选航路、改航影响进行分析，进而制定可行的拥挤度减轻、危险天气避让等策略，协助管制员和空域范围内的用户完成流量管理。 　　4）全空域和机场建模 　　对空域和机场进行建模主要是对跑到容量、滑行道容量、停机位容量、路径分配、航路容量、冲突探测与解决等进行仿真，建立与实际情况相匹配的分析模型，进而利用该模型对管理效能进行评估，设计与制定可提高空域容量和地面容量的规划方案，协助完成空中交通流量管理技术决策的制定。 　　5）定期航班规划与数据管理 　　高质量的空中交通流量管理离不开合理的航班计划方案，特别是空域环境越来越复杂，管理越来越困难的当前环境下，航班计划需要经常进行检查和校正，确保各数据的有效性。该内容涉及数据库技术、数据处理技术以及信息管理技术等多种技术，可实现对定期航班计划文件的存储、处理以及更新。 　　此外，基于数据库技术开发设计空中交通服务环境数据库，还可以对管理区域、扇区、航路以及相关设施等进行存储与管理，并为其他系统或功能提供数据支持。 　　6）计算机辅助时隙分配 　　该技术可以对每一架飞机的起飞时间进行计算和时隙分配，以期更加合理地分配飞机时隙，监视航班运行，为定期航班处理提供数据支持。高精度的时隙分配可以在有限容量内降低飞行冲突状况出现的概率，提升空中流量管理效果。 　　4 结论 　　随着我国经济的快速发展，空中交通市场得到了极大的繁荣，但是在空中交通市场发展的同时空域流量问题也日益凸显。为提高空域资源的利用率，保障空中交通的安全，促进空中交通向更有序更快捷的方向发展，就必须使用适当的流量管理技术和管理系统对空中交通流量进行管理。 　　 　　参考文献 　　[1]田勇.空中交通流量管理关键技术研究[D].南京航空航天大学，2009. 　　[2]舒旎.空中交通流量管理若干关键问题研究[D].南京航空航天大学，2011. 　　[3]赵嶷飞，姚玲.扩容空中交通管理研究[J].交通运输工程与信息学报，2008(4). 　　[4]刘晓红，毛亿.飞行流量管理系统技术探讨[J].中国民用航空，2007(12). 　　[5]张洪海，胡明华，陈世林.机场终端区容量利用和流量分配协同优化策略[J].西南交通大学学报，2009(1).