论协同式空中交通流量管理关键技术

丁鲲

摘要：随着国家科技水平的不断地提升，我国民航交通技术也获得了长足的发展与进步，并推动了社会经济有效增长。在这一情况之下，保证民航运输的安全性就变得至关重要起来，因此需要空管单位优化空中交通流量管理，并不断引用先进的管理模式来提高航班调度的合理性，保证空中交通和地面机场公司的协同配合，为空中交通的安全性与高效性提供了更大的保障。基于此，本文对协同式空中交通流量管理的关键技术展开了研究。

关键词：协同式;空中交通;流量管理;关键技术

引言：所谓“协同式空中交通流量管理”，即指将地面机场、空管部门、通航班次、航空公司等独立个体统一起来，并通过实时数据共享，来实现有序调度航空飞行的目的。而开展协同式流量管理工作的基础，首先便是需要为各方空域管理人员提供畅通的信息交流平台，从而确保能够支持多方人员共同参与到航空管理调度当中，使得提出的管理决策更加可靠，进而确保空中交通流量管理水平得到提升。

一、协同式交通流量管理的应用分析

通常而言，协同式交通流量管理技术主要分为两种模式，其一是常规情况下的疏通管理;其二则是启动紧急特殊程序系统。具体应用主要可以提现与以下两个方面：

（一）常规应用管理模式

具体而言，这一应用模式主要是指包括协同式场面管理、地面等待以及航路改变技术在内的交通流量管理模式。在实践工作过程中，以地面空管运行单位为核心，协调多个部门之间进行共同决策。其决策依据主要来源于空中流量监测部门所提供的数据信息，根据航班运行的实际情况二进行相应的调整，力求在保证空中交通安全的前提做到协调空中交通流量的安全运行。例如在航班运行的过程中，由于临时增加航班导致地面交通情况拥堵，空管运行单位会紧急做出反应，协调各个班次航班的的起飞降落顺序，确保能够保证安全的前提下疏通机场航班正常起飞。

（二）紧急特殊程序系统

随着我国经济发展的步伐加快，空中交通流量出现了迅猛增长的形式。伴随这一情况的出现，也是得我国空中交通压力与日剧增，并且稍有管理不慎便会酿成严重后果。为了避免这一情况的出现，人们针对不同的空中交通问题制定了紧急特殊程序，旨在发生意外情况时能够及时作出应对措施，确保客机在空中的运行安全能够得到万无一失的保障。例如在航班运行的过程中，由于极端天气因素导致地面航航无法起飞，为了避免地面机场被占据而引发安全事故的出现，空管运行单位会紧急向空中客机发出预警，在装载燃油条件允许的情况下转移到附近机场降落，并确保在此期间能够保证实施观察客机运行情况，使得地面空管运行单位能够随时获得航班的最新消息，进而以此为据拟定后续运行决策，确保信息及时性。在这一模式下，不仅能够在最大限度上改善传统的管理程序，还能够正确预报飞行的实际情况，确保空中交通安全。

二、现阶段空中交通流量管理工作的主要困难

首先是航空飞行过程中始终没有得到彻底解决的问题——气象因素。众所周知，飞机在航行过程中需要具有良好的稳定性，而极端天气（如暴雨、冰雹、大雪、台风）条件下不仅会打破飞机在空中的平衡状态，同时还会造成机组导航设备的失灵，导致飞机在缺乏参照物的不利条件下迷失航向，从而引发恶性空难事故，虽然近年来科技水平也在不断发展，但是始终无法研制出新型设备彻底克服这一现象，并且航空气象预报的实时性、精准性也有待进一步提高，因此限制了我国航空运输水平的提升[1]。

其次，我国经济的持续增长，为人民群众创造了更好的生活条件。在这一社会背景之下，航空交通已经逐渐成为了一种平民化的出行方式，因此当前我国的空中交流量开始变得越来越密集，不仅造成了机场地面调度工作量的增加，就连空中航线的负荷能力也屡屡濒临超载边缘。面对这一情况，虽然多个城市政府积极扩建机场，并增设新的机场跑道，但是却比没有从根本上缓解交通压力与日剧增的问题，反而还导致我国城市群多机场布局结构日趋庞杂，造成了空中交通流量管理的参考因素复杂化。因此继续沿用传统的空中交通流量管理模式，已经开始无法满足当前的发展现状，人们亟待进一步加强空中交通运输管理水平。

三、协同式空中交通流量管理关键技术

（一）协同式交通流量管理应用

协同式管理是多部门联合下的工作管理机制，在传统模式中，由于航空管理调度常常涉及到多方管理机构共同参与，因此难免导致工作交流上存在着一定的延滞性，是以导致航空交通压力始终无法得到有效缓解。协同式交管模式则是联合了机场、空域管理部门、航空器营运部门、空中交通管制部门等相关部门，在专属的局域网络下实现协同互助，共同分享航班在运行状态下产生的飞行数据与交通信息，从而确保信息分散规划的有效性，并提高对地面机场与空中航线资源的使用效率。在这一模式下，工作人员的数据采集工作变得更加快捷与准确，并且在遭遇突发事故需要快速制定解决方案时，往往能够有效整合关于航班的历史数据及现有信息，从而提出准确的参考依据，减少决策失误的现象发生[2]。

（二）协同式SMS管理技术

协同式SMS管理技术主要是针对于机场容量的协调与管理。由于机场容量有限，能够容纳的飞机数量有着极为严格的限制，因此必须要合理的规划其空间使用效率，并科学的控制飞机停靠与起飞时间，如此才能够在保证安全的前提下，确保机场各项功能得以正常发挥。因此SMS管理系统的工作内容主要包含以下几个方面：1.计算机场的实际容量，合理安排客機的停靠时间与起飞时间，避免班次运行发生冲突;2.根据机场当前的容量情况，设置最为合理的跑道路线，确保飞机在起飞/停靠的过程中拥有足够的加速/缓冲距离，避免出现障碍导致安全事故的发生;3.实现与空管系统对接，实时汇报机场的容量状况，从而辅助人工制定飞行计划[3]。为了确保系统能够正常发挥功效，工作人员可以从以下三个部分来对系统进行管理：

首先是数据采集的TM部分，也就是实时记录机场的跑道使用情况、剩余停机坪数量等等工作数据，来对机场的使用状态进行评估，并进行相应的容量模拟，来确定机场是否已经达到饱和状态，从而辅助人工制定管理决策。

其次是人工操作的CT部分，主要是针对管理人员进行现场交流及战术指导，以保障即时针对机场状况作出调整，应对各类复杂的经济状况。其中包含了多种应急预案以及不同情况下的管理模式，以确保现场管理工作的有序开展。

最后是TFM部分，是对于机场数据的实时共享，将不同航班情况快速发送到不同部门手中，包括航班延迟、紧急迫降、班次调整以及飞行计划等等，确保相关部门能够及时了解机场动态，从而实现机场的自动化管理。

（三）协同式地面等待技术

协同式地面等待技术的使用主要是针对空中航班的实际情况，来对地面班机进行协调，通过对其等待时间进行调整与监测，来确保航班到达机场的时间不会延迟。在实际工作过程中，流量管理人员主要可以从以下几个方面来开展工作：

首先，空管运行单位需要结合空管系统中的飞行计划来确定各道航线的使用情况，并结合FSM系统对空中航班的飞行数据保持监测，从而对地面机场的容量状况进行预估与判断;其次，整合地面即将起飞的航班信息，通过分析当前空域内的飞机通行状况，来对地面机组提供飞行建议，从而确定最终的起飞时间;最后，根据地面等待技术发出的信号，航空公司指挥调度中心需要判断当前情况是否适合飞机航行。例如在此过程中天气状态也在不断发生改变，此时便需要工作人员随之调整具体的飞行参数，根据实际情况来对地面航班做出调整，以此确保飞机航行的有序进行[4]。

（四）协同式航路改变技术

航路航线管理和空域使用管理是空中交通管理工作中的重点，灵活的航路航线使用管理，尤其是通过协同式空域使用技术从以下三个方面对空中航路航线和空中交通的有效管理，可以有效的减少空中和地面的延误，并保证空中交通运行顺畅和安全。

协同式航路改变技术首先可以通过民航气象预报，了解复杂天气对目的地机场起降的影响的持续时间，影响机场起降的小时架次，进行评估计算，提供给起飞机场，公司和空管单位民航交通沿线可地面和空中等待或者空中延误的情况。

其次，协同式航路改变技术可以使得航空公司和民航管制单位提前了解因复杂天气或者其他用户占用空域，产生的空中交通流量拥挤，合理评估新旧航路航线造成的空域或者管制扇区的容量的变化。

最后，通过协同式航路改变技术依据具体的流量管理措施合理实施放行策略，必要时由更高层级的决策，整合各个管制单位的流量管理措施。

结语：综上所述，协同式空中交通流量管理技术主要是通过协调航班冲突，来实现缓解空中交通压力的目的。这种技术不仅仅需要依赖于人工的正确决断，同时还需要拥有先进设备来对机场与空域状态进行实时监测，如此才能够保证更方面交流畅通，及时应对各类情况做出调整。

参考文献：

[1]刘继新，江灏，董欣放，等.基于空中交通密度的进场航班动态协同排序方法[J].航空学报，2020，41（7）：279-294.

[2]田文，杨帆，尹嘉男，等.航路时空资源分配的多目标优化方法[J].交通运输工程學报，2020，20（6）：218-226.

[3]刘海军，胡伯彦.1909台风"利奇马"期间上海两场强风暴雨成因及航空运行影响分析[J].民航学报，2020，4（1）：43-50.

[4]张强.协同式空中交通流量管理有关探讨[J].中国新通信，2020，22（8）：129.