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空中交通流量管理方法和程序研究张进国

发表时间：2020/1/7 来源：《科技新时代》2019年11期作者：张进国

[导读] 随着空中交通流量增长，管制单位间的流量协调日益繁重，一方面空中交通拥挤，航空安全隐患突出；另一方面流量控制频繁，空域资源浪费，航班延误日趋严重。

张进国
        民航新疆空中交通管理局-空管中心新疆乌鲁木齐 830000

        摘要
        随着空中交通流量增长，管制单位间的流量协调日益繁重，一方面空中交通拥挤，航空安全隐患突出；另一方面流量控制频繁，空域资源浪费，航班延误日趋严重。特别在恶劣天气情况下，繁忙机场和已成为空中交通网络的主要“瓶颈”。同时，各航空公司都希望在繁机场争取最好的航班时刻，以实现企业的最大经济效益，导致机场日趋饱和、人满为患、拥挤不堪、应急能力薄弱。可见，目前的流量控制方法难以满足持续增长的空中交通需要。
        。
        关键词：空中交通管理；空中交通流量；尾随间隔方法
        引言
        2013年中国民航总营业额和货物、邮件运输量分别超过500亿吨和500万吨，达到新的水平。在快速发展的同时，也出现了很多意想不到的状况，例如在一些空域和主要城市的机场都面临着越来越严重的空中交通拥挤问题，造成了大量航班延误，并因此对国民经济造成了较大的经济损失和事故隐患。空中拥挤情况的发生主要是因为机场、空域、航路等容量超负荷，从而对进入的飞机产生限制，所造成的“瓶颈”所致。特别是在天气情况不好时，航班大量延误，这种现同时，随着中国民航事业的的不断发展，我国的航班流量会不断的增加，航班拥挤现象将越发的严重。因此，加强空中交通流量控制被提上议事日程，在这方面的研究也成为了民航发展的当务之急。
        1空中交通管理基本概念
        所谓流量控制，是指空中交通管制员根据本管制区运行情况以及相邻管制单位限制，向周围管制区发出或传递的限制指令，通常通过拉大航班进入本管制区时间间隔或空间间隔来实现。这种方法的最大问题是流程控制指令的形成往往是基于本地控制器和空中交通状况的经验，缺乏对全球空中交通状况的认识，其严重缺乏科学的决策。同时，航班的动态信息不能及时传递，在高峰流量时段，空中交通容易陷入无序状态。因此，现有流量控制的管理和方法易导致航班过多延误和等待、使用不经济的飞行高度层等多种负面影响[2]。总的来说，这种方法是一种基础的、广泛的、程度非常低的自动化管理方法，这些方法都迫使人们对中国当前的问题进行深入的思考。空中交通流量管理是一种从交通流运行管理的角度认识空中交通保障能力和交通流规划、组织和执行空中交通流的方法。实践证明，该管理方法是解决空域拥挤问题的有效方法。因此，有效的，系统性的空中交通量，交通管理已经成为一项十分紧迫的任务，具有重要的现实意义。
        2空中交通流量概述
        流量管理措施是某种或某些流量管理方法和程序的具体应用。因此，根据运行实际情况及时、合理的采用某种或者某些流量管理方法或程序，才能制定出适合的流量管理措施以有效的解决容量超过流量的问题。
        流量管理是一个动态管理和协调的过程。天气趋势的预报准确性是有一定概率的，还有些事件是突发的。因此，对于突发的事件，对于早前预期将发生但临近分析将不再发生的事件，相关流量管理人员应当及时的动态管理容量，分析流量，并根据容量和流量不平衡情况，及时调整流量管理方法和措施，当流量措施已不必要时还应当及时取消相关流量管理措施。
        由于航班时刻的随机性等原因，提前流管理和航班前流管理无法保证各航线和大城市的航班秩序。此外，从各国交通流的发展历史来看，由于诸多因素的影响，先进的交通流管理和飞行前的交通流管理难以取得良好的效果。中国的航空航线主要以大城市为中心。大城市的空中走廊与空中航线相连。各个方向的飞机都飞往同一个目的地，航空公司竞相利用黄金飞行时间，使飞行时间相对集中。

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        从而出现了飞行高峰期的拥挤现象。因此,我国的空中交通流量管理的主要问题
        就是终端区流量管理的问题,具体地说,就是北京、广州、沪杭甫、西安等大城
        市地区的空中交通流量管理问题。解决这些问题,将使我国的空中交通流量管理
        达到一个新的水平。流量管理的方法主要有总量控制地面等待程序（GDP），地面停止方法（GS）空中等待方法，最小起飞间隔方法，改航等。总量控制地面等待程序（GDP）常在繁忙机场或空域受恶劣天气、设备设施故障等情况影响，空中交通管制容量预计将在较长一段时间内大幅度减小，且这种容量的减少往往对一定时间内进入管制扇区的航空器数量有较为严格的限制，而对航空器间间隔要求不高或者管制单位本身也需要对间隔进行必要的调整（比如无论区域调配的间隔多合理，进近都需要调整间隔并排序），此时流量已经或者预计可能将大幅度超过空中交通管制单位能提供的容量，如不采取措施，航空器将在空中进行长时间等待时，常采用此种方法。地面停止方法常用于重要的天气事件或者航空器事故或事故征候使机场容量严重减小；防止航空器在空中长时间等待，防止扇区或者机场接近饱和水平；不可预见的情况，管制单位不能或部分不能提供空中交通服务；恶劣天气、军事活动或者突发灾难性事件航路不可用。当管制单位出现短期容流不平衡情况最小起飞间隔和改航也是一种有效的管制措施。
        3 尾随间隔方法应用和程序
        3.1 适用情况
        航路或空域受恶劣天气、军事活动等情况影响，需要航班按照指定的间隔要求通过某个定位点、航路或者空域时，常采用此种方法。一般情况下，当要求的间隔值较大（通常认为30 至50 公里以上）才采用尾随间隔方法，尾随间隔方法还分为指定距离间隔（MIT）和指定时间间隔（MINIT）两种。如果指定间隔值较小，通常应该采用航路点容量来进行总量管理，使航班尽量均匀的通过限制点，因为管制单位本身也需要进行调配，此时如采用尾随间隔方法对航班起飞时刻进行严格限制，不仅会导致计算机辅助时隙分配时的频繁跳变，而且本身也没有必要[3]。
        尾随间隔方法通常还可以同总量控制方法共同使用，首先使用总量来对航班进行控制使航班以一定的数量、较为均匀的间隔以及较大的容差运行，当出现不可接受的偏离尾随间隔要求状况时，系统再及时进行调整，这样有利于确保运行有序、减少计算机时隙分配过程中的跳变现象发生。
        3.2 程序目的
        控制空中和地面的航班使航班流以指定的间隔通过某航路点或空域以满足军事活动的需要，以满足空域受限的需要。（一般情况应按照指定的间隔要求，特殊情况不得小于指定间隔的80%）
        3.3 程序局限
        该计划通常是由军事活动或空域限制所造成的，要求飞行通过某一航线的某一航路点或空域。由于间隔开，一般不适合用于交叉流管理，通常区域内供区域交通管理单元管理的航班的流动更严格的要求。由于对间隔时间的要求很高，很不利于充分利用容量资源。如果根据运行动态及时调整相应的飞行时隙，会引起大量的时隙跳变，因此控制单元在日常工作中会人为地增大间隔要求，以满足运行要求。
        3.4 程序优点
        通常要求飞行流量的间隔比允许有序的飞行流量通过限制区域或限制点的间隔要长。
        小结
        空中交通安全已成为航空界所共同关注的热点，空管安全是航空业发展的基础和航空用户的利益核心，是和谐空管建设的重要着眼点。我国空管长期以来保证了空中交通的安全顺畅，但近年来随着军、民航的快速发展，飞行流量增加，飞行间隔缩小，飞行矛盾凸现，系统设备运行风险大，空管运行安全面临着严峻的挑战。空管安全要从技术上杜绝飞行事故的发生，需要加大预防、运行、监督等各个环节的管理力度。空中交通流量管理作为空中交通管制中一项系统性很强的分支，在实际的管制工作中必须了解知道不同管制措施在流量管理中的应用范围，会更加有助于我们管制工作的实施。
        参考文献
        [1] 胡明华，徐肖豪.空中交通流量控制的地面保持策略[J].南京航空航天大学学报 2012
        [2] 曹力,邓雪云,王旭辉,黄胜国.基于机型的机场流量优化方法[J].南京航空航天大学学报,2010,10(10):113-114.
        [3] 曹力,邓雪云,王旭辉,黄圣国.基于机型间隔的机场终端区流量优化[J].系统工程学报,2010,6(12):165-166.