論協同式空中交通流量管理關鍵技術

丁鯤

摘要：隨著國家科技水平的不斷地提升，我國民航交通技術也獲得了長足的發展與進步，并推動了社會經濟有效增長。在這一情況之下，保證民航運輸的安全性就變得至關重要起來，因此需要空管單位優化空中交通流量管理，并不斷引用先進的管理模式來提高航班調度的合理性，保證空中交通和地面機場公司的協同配合，為空中交通的安全性與高效性提供了更大的保障?；诖?，本文對協同式空中交通流量管理的關鍵技術展開了研究。

關鍵詞：協同式;空中交通;流量管理;關鍵技術

引言：所謂“協同式空中交通流量管理”，即指將地面機場、空管部門、通航班次、航空公司等獨立個體統一起來，并通過實時數據共享，來實現有序調度航空飛行的目的。而開展協同式流量管理工作的基礎，首先便是需要為各方空域管理人員提供暢通的信息交流平臺，從而確保能夠支持多方人員共同參與到航空管理調度當中，使得提出的管理決策更加可靠，進而確?？罩薪煌髁抗芾硭降玫教嵘?。

一、協同式交通流量管理的應用分析

通常而言，協同式交通流量管理技術主要分為兩種模式，其一是常規情況下的疏通管理;其二則是啟動緊急特殊程序系統。具體應用主要可以提現與以下兩個方面：

（一）常規應用管理模式

具體而言，這一應用模式主要是指包括協同式場面管理、地面等待以及航路改變技術在內的交通流量管理模式。在實踐工作過程中，以地面空管運行單位為核心，協調多個部門之間進行共同決策。其決策依據主要來源于空中流量監測部門所提供的數據信息，根據航班運行的實際情況二進行相應的調整，力求在保證空中交通安全的前提做到協調空中交通流量的安全運行。例如在航班運行的過程中，由于臨時增加航班導致地面交通情況擁堵，空管運行單位會緊急做出反應，協調各個班次航班的的起飛降落順序，確保能夠保證安全的前提下疏通機場航班正常起飛。

（二）緊急特殊程序系統

隨著我國經濟發展的步伐加快，空中交通流量出現了迅猛增長的形式。伴隨這一情況的出現，也是得我國空中交通壓力與日劇增，并且稍有管理不慎便會釀成嚴重后果。為了避免這一情況的出現，人們針對不同的空中交通問題制定了緊急特殊程序，旨在發生意外情況時能夠及時作出應對措施，確?？蜋C在空中的運行安全能夠得到萬無一失的保障。例如在航班運行的過程中，由于極端天氣因素導致地面航航無法起飛，為了避免地面機場被占據而引發安全事故的出現，空管運行單位會緊急向空中客機發出預警，在裝載燃油條件允許的情況下轉移到附近機場降落，并確保在此期間能夠保證實施觀察客機運行情況，使得地面空管運行單位能夠隨時獲得航班的最新消息，進而以此為據擬定后續運行決策，確保信息及時性。在這一模式下，不僅能夠在最大限度上改善傳統的管理程序，還能夠正確預報飛行的實際情況，確?？罩薪煌ò踩?。

二、現階段空中交通流量管理工作的主要困難

首先是航空飛行過程中始終沒有得到徹底解決的問題——氣象因素。眾所周知，飛機在航行過程中需要具有良好的穩定性，而極端天氣（如暴雨、冰雹、大雪、臺風）條件下不僅會打破飛機在空中的平衡狀態，同時還會造成機組導航設備的失靈，導致飛機在缺乏參照物的不利條件下迷失航向，從而引發惡性空難事故，雖然近年來科技水平也在不斷發展，但是始終無法研制出新型設備徹底克服這一現象，并且航空氣象預報的實時性、精準性也有待進一步提高，因此限制了我國航空運輸水平的提升[1]。

其次，我國經濟的持續增長，為人民群眾創造了更好的生活條件。在這一社會背景之下，航空交通已經逐漸成為了一種平民化的出行方式，因此當前我國的空中交流量開始變得越來越密集，不僅造成了機場地面調度工作量的增加，就連空中航線的負荷能力也屢屢瀕臨超載邊緣。面對這一情況，雖然多個城市政府積極擴建機場，并增設新的機場跑道，但是卻比沒有從根本上緩解交通壓力與日劇增的問題，反而還導致我國城市群多機場布局結構日趨龐雜，造成了空中交通流量管理的參考因素復雜化。因此繼續沿用傳統的空中交通流量管理模式，已經開始無法滿足當前的發展現狀，人們亟待進一步加強空中交通運輸管理水平。

三、協同式空中交通流量管理關鍵技術

（一）協同式交通流量管理應用

協同式管理是多部門聯合下的工作管理機制，在傳統模式中，由于航空管理調度常常涉及到多方管理機構共同參與，因此難免導致工作交流上存在著一定的延滯性，是以導致航空交通壓力始終無法得到有效緩解。協同式交管模式則是聯合了機場、空域管理部門、航空器營運部門、空中交通管制部門等相關部門，在專屬的局域網絡下實現協同互助，共同分享航班在運行狀態下產生的飛行數據與交通信息，從而確保信息分散規劃的有效性，并提高對地面機場與空中航線資源的使用效率。在這一模式下，工作人員的數據采集工作變得更加快捷與準確，并且在遭遇突發事故需要快速制定解決方案時，往往能夠有效整合關于航班的歷史數據及現有信息，從而提出準確的參考依據，減少決策失誤的現象發生[2]。

（二）協同式SMS管理技術

協同式SMS管理技術主要是針對于機場容量的協調與管理。由于機場容量有限，能夠容納的飛機數量有著極為嚴格的限制，因此必須要合理的規劃其空間使用效率，并科學的控制飛機?？颗c起飛時間，如此才能夠在保證安全的前提下，確保機場各項功能得以正常發揮。因此SMS管理系統的工作內容主要包含以下幾個方面：1.計算機場的實際容量，合理安排客機的?？繒r間與起飛時間，避免班次運行發生沖突;2.根據機場當前的容量情況，設置最為合理的跑道路線，確保飛機在起飛/?？康倪^程中擁有足夠的加速/緩沖距離，避免出現障礙導致安全事故的發生;3.實現與空管系統對接，實時匯報機場的容量狀況，從而輔助人工制定飛行計劃[3]。為了確保系統能夠正常發揮功效，工作人員可以從以下三個部分來對系統進行管理：

首先是數據采集的TM部分，也就是實時記錄機場的跑道使用情況、剩余停機坪數量等等工作數據，來對機場的使用狀態進行評估，并進行相應的容量模擬，來確定機場是否已經達到飽和狀態，從而輔助人工制定管理決策。

其次是人工操作的CT部分，主要是針對管理人員進行現場交流及戰術指導，以保障即時針對機場狀況作出調整，應對各類復雜的經濟狀況。其中包含了多種應急預案以及不同情況下的管理模式，以確?，F場管理工作的有序開展。

最后是TFM部分，是對于機場數據的實時共享，將不同航班情況快速發送到不同部門手中，包括航班延遲、緊急迫降、班次調整以及飛行計劃等等，確保相關部門能夠及時了解機場動態，從而實現機場的自動化管理。

（三）協同式地面等待技術

協同式地面等待技術的使用主要是針對空中航班的實際情況，來對地面班機進行協調，通過對其等待時間進行調整與監測，來確保航班到達機場的時間不會延遲。在實際工作過程中，流量管理人員主要可以從以下幾個方面來開展工作：

首先，空管運行單位需要結合空管系統中的飛行計劃來確定各道航線的使用情況，并結合FSM系統對空中航班的飛行數據保持監測，從而對地面機場的容量狀況進行預估與判斷;其次，整合地面即將起飛的航班信息，通過分析當前空域內的飛機通行狀況，來對地面機組提供飛行建議，從而確定最終的起飛時間;最后，根據地面等待技術發出的信號，航空公司指揮調度中心需要判斷當前情況是否適合飛機航行。例如在此過程中天氣狀態也在不斷發生改變，此時便需要工作人員隨之調整具體的飛行參數，根據實際情況來對地面航班做出調整，以此確保飛機航行的有序進行[4]。

（四）協同式航路改變技術

航路航線管理和空域使用管理是空中交通管理工作中的重點，靈活的航路航線使用管理，尤其是通過協同式空域使用技術從以下三個方面對空中航路航線和空中交通的有效管理，可以有效的減少空中和地面的延誤，并保證空中交通運行順暢和安全。

協同式航路改變技術首先可以通過民航氣象預報，了解復雜天氣對目的地機場起降的影響的持續時間，影響機場起降的小時架次，進行評估計算，提供給起飛機場，公司和空管單位民航交通沿線可地面和空中等待或者空中延誤的情況。

其次，協同式航路改變技術可以使得航空公司和民航管制單位提前了解因復雜天氣或者其他用戶占用空域，產生的空中交通流量擁擠，合理評估新舊航路航線造成的空域或者管制扇區的容量的變化。

最后，通過協同式航路改變技術依據具體的流量管理措施合理實施放行策略，必要時由更高層級的決策，整合各個管制單位的流量管理措施。

結語：綜上所述，協同式空中交通流量管理技術主要是通過協調航班沖突，來實現緩解空中交通壓力的目的。這種技術不僅僅需要依賴于人工的正確決斷，同時還需要擁有先進設備來對機場與空域狀態進行實時監測，如此才能夠保證更方面交流暢通，及時應對各類情況做出調整。

參考文獻：

[1]劉繼新，江灝，董欣放，等.基于空中交通密度的進場航班動態協同排序方法[J].航空學報，2020，41（7）：279-294.

[2]田文，楊帆，尹嘉男，等.航路時空資源分配的多目標優化方法[J].交通運輸工程學報，2020，20（6）：218-226.

[3]劉海軍，胡伯彥.1909臺風"利奇馬"期間上海兩場強風暴雨成因及航空運行影響分析[J].民航學報，2020，4（1）：43-50.

[4]張強.協同式空中交通流量管理有關探討[J].中國新通信，2020，22（8）：129.