空中交通管制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

鄭航

摘 要：近年來(lái)，我國(guó)航空業(yè)得到了迅速發(fā)展，我國(guó)的空中力量也越來(lái)越強(qiáng)大。然而在發(fā)展的同時(shí)，一些問(wèn)題也隨之而來(lái)，航空產(chǎn)業(yè)的發(fā)展給空中交通控制造成了很大的困擾。為了我國(guó)的航空事業(yè)得到可持續(xù)、現(xiàn)代化的發(fā)展，新一代的空中交通管理系統(tǒng)的研究勢(shì)在必行。主要分析了空中交通管制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及其現(xiàn)狀，并討論了未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：空中交通管制；數(shù)據(jù)處理；地面設(shè)施；航空器

中圖分類號(hào)：F560.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.09.023

空中交通管制，即管理和控制航空器在空中飛行各方面活動(dòng)的模式。因航空器在飛行過(guò)程中會(huì)受到很多因素的影響，比如自然條件等，受到了一定的限制，包括空間，時(shí)間和起飛條件等限制。由于以往缺少有效的空管系統(tǒng)，無(wú)法對(duì)航空器進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)控制，無(wú)法了解飛行情況，以及時(shí)應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，造成了很多慘痛的飛行事故。為了最大程度地避免事故發(fā)生和保障空中飛行的安全，研究者在大量實(shí)踐的基礎(chǔ)上，逐步研發(fā)了一套可行的空中交通管理制度。然而，空管自動(dòng)化系統(tǒng)的形成必須集雷達(dá)、導(dǎo)航和通訊等多種高端技術(shù)于一身，因此，有著很高的技術(shù)要求。同時(shí)，為了滿足實(shí)際需要，傳統(tǒng)空管模式也不得不接受現(xiàn)實(shí)，走上變革之路。

1 空中交通管制的基本內(nèi)容和建立目的

1.1 飛行限制

在實(shí)際飛行中，航空器會(huì)遇到各種各樣的難題和麻煩，總稱為制約因素。不同航空器的類型、飛行任務(wù)不同，制約因素也不同，大體上有航空器性能、氣象條件、地面設(shè)施、飛行任務(wù)和飛行時(shí)間五個(gè)方面。

1.1.1 航空器性能

航空器的性能包括商務(wù)載重、巡航時(shí)速和起降條件等。不同類型的飛機(jī)在性能方面有很大的不同，比如有的航空器可在高原起降，而有些則不行。

1.1.2 氣象條件

不同類型的航空器對(duì)飛行環(huán)境的要求也有一定的差異。因此，所謂的“全天候飛機(jī)”，實(shí)際上是無(wú)法完成的。

1.1.3 地面設(shè)施

飛機(jī)的正常飛行離不開(kāi)地面設(shè)施的保障，這些保障設(shè)施包括雷達(dá)、導(dǎo)航、通訊、飛行指示和面臨突發(fā)狀況進(jìn)行的搜救和救援等，這些保障設(shè)施缺一不可。一旦上述環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，則航空器的飛行會(huì)受到限制，且潛藏的危險(xiǎn)性較大。

1.1.4 飛行任務(wù)

不同類型飛機(jī)的飛行任務(wù)是不同的。根據(jù)實(shí)際飛行的需要，不同種類的飛機(jī)設(shè)有其最佳的飛行高度層。因此，飛行任務(wù)的不同決定了飛行高度的不同，比如，在對(duì)農(nóng)田進(jìn)行農(nóng)藥噴灑時(shí)，按照原理，飛行的高度越低，作業(yè)執(zhí)行的效果越好。

1.1.5 飛行時(shí)間

按照飛行原理，飛機(jī)在飛行時(shí)的移動(dòng)要有足夠的空間，以免出現(xiàn)相撞事故。同時(shí)，為了避免危險(xiǎn)接近，飛機(jī)起飛的先后順序也要有合理、準(zhǔn)確的時(shí)間差。

1.2 地理環(huán)境的約束

地理環(huán)境的限制體現(xiàn)在高聳的物體方面，比如山峰、高壓電塔等，飛行規(guī)則中對(duì)此有各種規(guī)定。此外，飛機(jī)飛行還有“空中禁區(qū)”，比如飛機(jī)不能飛入城市市區(qū)、軍事基地上空等。

總而言之，飛機(jī)在實(shí)際飛行的過(guò)程中，存在各種限制，出于安全考慮，必須將這些限制因素考慮在內(nèi)。此外，在慢慢克服限制的過(guò)程中，空中交通管制的研究理論也在不斷完善和豐富。

1.3 建立空中交通管制的目的

建立空中交通管制的目的是避免航空器與障礙物、航空器與航空器之間碰撞，管理和維持空中交通正常秩序，保持空中交通暢通，最大程度地保障并逐步提高空中飛行效率。保障空中飛行安全是建立空調(diào)交通管制最主要的目的，類似于路面交通系統(tǒng)，但空管對(duì)效率和安全的要求更高。

2 空中交通管制的主要方式

程序管制、雷達(dá)管制是空中交通管制的主要方式。程序管制是我國(guó)最早使用的空中交通管制方式，這種管制方式的優(yōu)點(diǎn)在于不需要配置很高的設(shè)備，低空通話設(shè)備是其主要設(shè)備，這在我國(guó)缺少技術(shù)支持的情況下非常適用，其過(guò)程大致為航空器向地面報(bào)告位置，使管制員了解飛機(jī)整體的分布狀態(tài)，預(yù)測(cè)空中交通行變化，并向飛行員報(bào)告預(yù)測(cè)結(jié)果，放行、指揮飛行，其缺點(diǎn)在于管制員必須接收到飛行員的位置報(bào)告后，才能了解飛機(jī)的位置，這種指揮比較被動(dòng)；在雷達(dá)管制方法中，不存在被動(dòng)指揮的問(wèn)題，因?yàn)樵诶走_(dá)波覆蓋的范圍內(nèi)，雷達(dá)管制員獲取本管制區(qū)域所有飛機(jī)的位置的方式是通過(guò)雷達(dá)顯示的，而不是人為的，其優(yōu)點(diǎn)在于大大縮小了航空器之間的允許間隔，允許間隔越小，空中容載的航空器數(shù)量就越大，這對(duì)提高飛行效率是有利的，隨著航班數(shù)量日益增長(zhǎng)，雷達(dá)管制扮演了不可取代的重要角色。

2014年，我國(guó)民航實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸飛行7.62×106 h、3.35×106 架次，同比分別增長(zhǎng)10.2%、8.8%. 在管制員密切監(jiān)控下，安全性也得到了有力保障。由此可見(jiàn)，雷達(dá)管制的應(yīng)用是建立空中交通管制的進(jìn)程中邁出的一大步。

3 飛行數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析

飛行數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)作為整個(gè)空管中心系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理核心之一，其核心任務(wù)包括傳輸和處理飛行情報(bào)、處理飛行計(jì)劃，接受、驗(yàn)證、發(fā)送和自動(dòng)完成與飛行相關(guān)的數(shù)據(jù)和情報(bào)，將實(shí)時(shí)更新的飛行計(jì)劃、動(dòng)態(tài)和輔助管制的工具和抉擇依據(jù)向管制員報(bào)告并進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，配合各管制環(huán)節(jié)的操作，將這些信息分發(fā)到系統(tǒng)內(nèi)、外相關(guān)的用戶。這種自動(dòng)化的處理方式為增加空中飛行量提供了技術(shù)上的可能性，并可有效提高飛行的安全性。

4 結(jié)束語(yǔ)

空中交通管制在我國(guó)還有很長(zhǎng)的一段路要走，有很多理論和技術(shù)上的難題繼續(xù)解決?？梢钥隙ǖ氖?，要想建立完善的空管制度，必須克服現(xiàn)有的空中交通管理系統(tǒng)中存在的弊端?？展艿募夹g(shù)發(fā)展趨勢(shì)有可能向國(guó)外借鑒與國(guó)內(nèi)自主研發(fā)相結(jié)合的方向發(fā)展，且隨著全球化的推進(jìn)，空中管制應(yīng)順應(yīng)時(shí)代，全球一體化的空中管制也將成為發(fā)展的必然方向。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：張思楠〕