關(guān)于空中交通流量管理的一些策略

【摘 要】本文對于空中交通流量管理發(fā)展情況以及相關(guān)存在的運算模式，進(jìn)行簡單的闡述，分別在地面等待策略、終端區(qū)流量管理、在尋徑能力空中流量管理三個方面進(jìn)行研究分析。對于這三種模式下計算方式的優(yōu)缺點進(jìn)行簡單論述。希望有助于以后的空中交通管理發(fā)展研究。

【關(guān)鍵詞】空中交通流量；地面等待策略；終端區(qū)排序；再尋徑問題

1引言

人們生活質(zhì)量的提升，對航空運輸行業(yè)有了很大的推動力，這樣的情況下使得航空所需有所增加，飛機(jī)流量也出現(xiàn)了較大的增加。在過去的幾年中，航空旅客量就增加了一半以上。現(xiàn)階段內(nèi)每年因為空中交通擁堵所帶來的經(jīng)濟(jì)損失就高達(dá)上百億美金，除此之外，因為空中擁堵致使空中飛行安全有著更嚴(yán)重的危害。Odoni在1987年的時候提出了實時調(diào)度航班通過最小化阻塞費用研究。Terrab以及Odoni在1990年的時候就單機(jī)場地面等待策略進(jìn)行充分的研究分析。在后幾年內(nèi)，Varanas等學(xué)者對于地面等待策略實時性研究分析，再此研究中對于空中交通流量最優(yōu)時隙分配問題也進(jìn)行了深入的研究分析。

2 空中交通流量管理簡介

空中交通流量管理最早是在航空發(fā)達(dá)國家提出的，也可以將其簡稱為ATFM。上世紀(jì)70年代開始，因為眾多因素的影響空中管理能力對于所出現(xiàn)的問題還是沒有完全掌握的，在對于這問題研究過程中明確了空中交通流量管理相關(guān)概念。就其本質(zhì)上來說，空中交通流量管理主要是為了保證空中飛行的安全性、機(jī)場能力。同時飛機(jī)運作者能夠根據(jù)這些準(zhǔn)確的信息，能夠?qū)⒖罩薪煌ㄑ诱`有所降低。對于控制流量管理方式主要通過下面幾種方式進(jìn)行研究：

長期法。這種方式一般是15年左右。此方式主要包含著機(jī)場的建造，機(jī)場中跑道數(shù)量的增加，對于機(jī)場中硬件設(shè)備環(huán)節(jié)的完善，空中交通管理技術(shù)的提升。

中期法。這種方式一般是6個月到幾年之間。此方式主要包含著空中航線的增加，對于空域結(jié)構(gòu)完善等。通過此種方式能夠?qū)⒖刂平煌ňW(wǎng)絡(luò)飛行在宏觀上進(jìn)行完善?？沼蚰軌虻玫礁玫氖褂?。

短期法。此種方式主要是通過地面等待、空中等待等方式對于空中交通流量進(jìn)行控制，這樣才能使得空域以及機(jī)場容量達(dá)到一定的匹配，使得控制擁擠有所降低。這點也是本文對于空中交通流量研究的方式。

3 空中流量管理模式研究分析

對于空中交通流量管理能夠?qū)⑵浞譃榈孛娴却呗?、終端區(qū)交通流量管理、尋徑能力空中流量管理。

地面等待策略。短期空中交通擁擠是可以依靠地面等待策略進(jìn)行解決的。在實施這項方式時候，需要保證的是地面延誤比空中延誤更具有安全性以及所產(chǎn)生的費用要低。地面延誤主要目的是為了防止機(jī)場內(nèi)等待飛機(jī)數(shù)量過多所出現(xiàn)的不能控制的情況出現(xiàn)。所以說，地面等待問題的目的就是將控制等待轉(zhuǎn)發(fā)為地面等待。地面等待問題所需要解決的是航班是不是延遲或者是延遲多長時間。根據(jù)機(jī)場的數(shù)量多少，將地面等待問題大致分為：單機(jī)場地面等待問題和多機(jī)場地面等待問題。根據(jù)所求的解是不是具有動態(tài)性，地面等待問題分為：靜態(tài)地面等待以及動態(tài)地面等待。Terrab以及Odoni兩位學(xué)者在1991年的時候?qū)τ诖_定型單機(jī)場地面等待問題進(jìn)行了研究分析。在研究過程中發(fā)現(xiàn)，天氣情況所進(jìn)行的確定值對于目的機(jī)場安全性有所了解。

終端區(qū)流量管理。終端區(qū)流量管理所包含的內(nèi)容主要是在一定的范圍內(nèi)對于空中流量進(jìn)行管理。在保證安全性能的基礎(chǔ)上飛機(jī)所具備的飛行性能得到充分的發(fā)揮，這樣的情況下，飛機(jī)才不會因為相互之間的影響出現(xiàn)延誤，飛機(jī)的正點到達(dá)率也會提升上去?，F(xiàn)在終端區(qū)有流量管理主要采取的措施為對于一定的區(qū)域內(nèi)的飛機(jī)進(jìn)行的排序，這樣才能保證合理性的安排飛機(jī)著陸次序。通過資料研究，國內(nèi)外主要的所使用的排序方式有下面幾種：

（1）先到先服務(wù)算法。很多航空公司所使用的主要方式，也是現(xiàn)階段內(nèi)管制程序常用的方式，在機(jī)場不是相對繁忙的情況下這種方式很適合使用。主要是根據(jù)飛機(jī)達(dá)到時間次序來決定飛機(jī)著陸順序的方式。當(dāng)飛機(jī)進(jìn)入到終端區(qū)進(jìn)入點范圍內(nèi)，中心系統(tǒng)會根據(jù)飛機(jī)的性能數(shù)據(jù)、初始狀態(tài)等對于飛機(jī)到達(dá)目標(biāo)點的ETA進(jìn)行計算。

（2）有約束性位置偏移算法。此項計算方式主要是在動態(tài)規(guī)劃的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，會對于一組飛機(jī)的位置進(jìn)行全部的給定的情況下，對其進(jìn)行徹底的優(yōu)化。也可能對于所有的飛機(jī)排列樹進(jìn)行尋優(yōu)，這樣能夠找到一條飛機(jī)列隊中每兩架飛機(jī)之間時間間隔最小的方式，也就是這組飛機(jī)的最佳次序。

（3）時間提前算法。這樣的算法對于飛機(jī)隊列中每一家飛機(jī)都需要實施控制，但是對于飛機(jī)原本的隊列順序是不會改變的。其中一架飛機(jī)進(jìn)行加速之后，就會先于原本正常估計時間達(dá)到目標(biāo)點，這樣的情況下，飛機(jī)隊伍中所有的飛機(jī)都能減少相應(yīng)的時間延誤。

具有再尋徑能力的空中流量管理。每一個起飛機(jī)場、降落機(jī)場或者是各個區(qū)域內(nèi)航班容量會因為天氣或者是其他原因出現(xiàn)改變，這寫并不是確定的，而是呈現(xiàn)動態(tài)變化的。對于這樣的空中流量管理地面等待策略以及終端區(qū)流量管理并不能很好的解決此問題。所以很多學(xué)者對于這樣的問題選擇使用這種方式進(jìn)行解決。

4 結(jié)論

對于空中流量管理方面在終端區(qū)流量管理以及等待策略等多方面進(jìn)行研究分析，相關(guān)學(xué)者在對于這方面的研究最終目的就是為了環(huán)境空中交通擁擠的情況。通過多年的努力，已經(jīng)取得相應(yīng)的成就，相信在以后會取得更好的發(fā)展空間。

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