基于空域靈活使用的終端空域規(guī)劃設計方法

李正宇

【摘要】 隨著現(xiàn)代社會經濟的快速發(fā)展，以及民用航空技術的成熟和發(fā)展，空域資源漸漸成為一種重要的資源，對空域資源的靈活使用成為現(xiàn)代航空領域的迫切需求，因此對基于空域靈活使用的中斷空域規(guī)劃設計方法成為現(xiàn)代航空領域研究的重要問題。本文將立足于現(xiàn)代空域資源使用的實際，從靈活應用的終端空域規(guī)劃設計方法角度出發(fā)，對這一問題進行簡要分析。

【關鍵詞】 空域資源 靈活使用 終端空域規(guī)劃設計

在航空交通需求的刺激下，現(xiàn)代航空也發(fā)展迅猛，“空中擁堵”的現(xiàn)象時有發(fā)生，大量班機的延誤和取消不僅影響了乘客的行程，同時也造成了大量的經濟損失，阻礙了現(xiàn)代航空業(yè)的發(fā)展。因此對基于空域靈活使用的終端空域規(guī)劃設計方法的研究具有鮮明的現(xiàn)實意義。

一、基于靈活使用空域的中斷空域規(guī)劃設計和運行管理

1.1空域靈活使用的條件航路和臨時隔離區(qū)域

針對當前航空領域出現(xiàn)的空域緊張、空中擁堵的現(xiàn)象，靈活的使用空域成為一個可操作性較強的解決辦法，當前空域靈活使用的形式主要有兩種，一種條件航路一種是臨時隔離區(qū)域。從現(xiàn)代航空空域利用角度來看，條件航路是指存在一定使用限制的航路，這種航路只有在航路空域的特點狀態(tài)下才能允許使用。而臨時隔離區(qū)域是解決民用航空和軍用航空之間空域之爭的主要形式，具體而言就是軍民協(xié)商從軍用空域中劃分出一定份額為雙方共有，軍用航空或者民用航空產生使用需求需向上級部門申請，如果使用需求發(fā)生沖突由雙方協(xié)調解決，這種航路和空域的靈活使用方法極大的提升了空域的利用效率，降低了因為環(huán)境限制和軍民航空爭奪空域而造成的空域資源浪費。

1.2終端空域規(guī)劃設計

中斷空域規(guī)劃設計是以基于一定范圍內的民用航空空域需求和軍用航空空域需求設計的，設計活動主要根據過去一段時間內的軍、民航空的空域使用規(guī)模和使用數量進行?；谶@些歷史空域使用信息的梳理和分析，設計主體通過增加臨時航路、修改現(xiàn)有航線、進離場分離，以及調整航線高度層等方法進行航路網絡優(yōu)化的方式，減少軍、民航飛行沖突位置。并對民用飛機的導航系統(tǒng)進行重新設置，增設空域優(yōu)化的系統(tǒng)切實保證終端空域靈活利用的效果。以民用機場終端區(qū)為圓心設置圓形的終端區(qū)范圍，并以扇形分析的方式對終端區(qū)空域的靈活應用進行分析，同時針對不同扇區(qū)的管制工作負荷的較大差別，扇區(qū)功能的復雜等問題，通過扇區(qū)管制負荷均衡、動態(tài)扇區(qū)、進離場分離等方法，對終端空域內的空域資源進行優(yōu)化利用，將飛行器進場占用的空域資源合理分配到各個扇形區(qū)域內，保證優(yōu)化的扇區(qū)管制員工作負荷均衡[1]。

二、實例分析

以上上述空域靈活使用原則，對上海終端空域793945架次班機的航跡，涉及空域進行了分析，劃定了如圖1所示A、B、C三個臨時隔離空域，并結合相應的臨時空域使用規(guī)則，建立空域領域使用模型，其中條件航路和臨時隔離區(qū)設計，扇形劃分方案如圖1所示。

1、安全性評估。飛行器的安全與飛行器之間的間隔有直接聯(lián)系，為保證民用飛機的在終端空域內的安全，上?？展芫謱w機的設置飛機的安全距離為縱向12km，垂直間隔300m，但是在實際運行中由于各進場航路的繁忙飛機之間的實際間隔始終得不到保障，安全性評估結果為19.259*10-9，在應用靈活空域使用方案后其安全性評估結果下降到3.731*10-9[2]。

2、延誤時間分析。由于上海終端區(qū)的空中交通比較繁忙，每天進入上海機場的飛機數量眾多，對飛機延誤時間的計算存在一定困難，所以模型分析使用了SIMMOD對模型進行了全仿真建模研究，分析結果顯示當前上海終端區(qū)的飛機延誤時間為平均每架次8.67min，在使用靈活使用空域方案以后上海終端區(qū)的平均每架次班機的延誤時間下降到7.84min[3]。

3、工作負荷分析。使用靈活使用空域方案以后，靈活使用方案的工作方案產生的工作負擔是考察期實用性的重要參數，采用DORATASK模型計算方法對當前上海終端區(qū)的工作負荷和使用靈活使用空域方案后的工作負荷進行了模型分析，分析結果顯示，上海終端區(qū)各扇形區(qū)的總體工作負荷為16381s，而使用靈活使用空域方案后個扇形區(qū)的工作負荷為16763s[4]。

三、結論與綜述

根據模型分析結果得出結論，靈活使用空域方案的應用對終端空域飛行器的運行安全、準點率的提升具有積極作用，但是會加重終端空域空管系統(tǒng)的工作負擔，從現(xiàn)代民用航空領域發(fā)展的整體來看，工作負擔的微弱增加是不能掩蓋靈活使用空域方案在飛行安全和準點率提升的優(yōu)點的。在未來靈活使用空域方案的發(fā)展應該進一步立體化，即提升立體空域的利用效率以空域終端區(qū)為中心，進一步細化扇形區(qū)域的劃分，擺脫現(xiàn)行東西分立的限制，將高低扇面和內外扇面綜合利用可以進一步提升終端區(qū)域的空域的利用效率。

參 考 文 獻

[1]張明. 終端空域扇區(qū)規(guī)劃及運行管理關鍵問題研究[D].南京航空航天大學，2010.

[2]楊光. 基于重大事件的空域結構調整輔助決策系統(tǒng)研究[D].南京航空航天大學，2008.

[3]張慧麗. 空域靈活使用策略生成系統(tǒng)研究[D].南京航空航天大學，2008.

[4]俞文軍，韓松臣. 對上海終端區(qū)空域優(yōu)化方案的探討[J]. 空中交通管理，2009，12：14-21+13.