推進(jìn)民航空管系統(tǒng)沖突警告改進(jìn)的措施分析

摘 要：民航空管系統(tǒng)屬于民航運(yùn)行管理系統(tǒng)，它的高效運(yùn)營(yíng)關(guān)系到民航整體的發(fā)展。由于我國(guó)民航空管系統(tǒng)起步較國(guó)外空管系統(tǒng)稍晚，還有待進(jìn)一步提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。為了更好地發(fā)揮民航空管系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，需要在該系統(tǒng)內(nèi)部提高沖突警告模塊的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。本文結(jié)合民航空管系統(tǒng)的相關(guān)背景知識(shí)和現(xiàn)實(shí)問題，對(duì)推進(jìn)民航空管系統(tǒng)沖突警告改進(jìn)的措施做了深入的分析。

關(guān)鍵詞：民航空管系統(tǒng)；飛行沖突；警告；改進(jìn)

1 民航空管系統(tǒng)的現(xiàn)狀

伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展，交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)日益發(fā)達(dá)，尤其是更加體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家交通現(xiàn)代化發(fā)展水平的航空運(yùn)輸業(yè)。近年來，隨著航空交通的發(fā)展，我國(guó)空中交通流量逐漸加大，單位面積的空中飛行區(qū)域中的飛機(jī)間距越來越小，密度也大大增加，導(dǎo)致了空中飛行的流量壓力。而一旦有大面積飛機(jī)同時(shí)航行，如何在航空運(yùn)輸中控制好合理的飛行密度和保證飛行安全就成了至關(guān)重要的問題。由此可見，為了保持航空運(yùn)輸業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，航空運(yùn)輸安全規(guī)范的加強(qiáng)不容忽視。一個(gè)擁有完善的安全警告機(jī)制的空中交通管制系統(tǒng)可以高效地確保航空運(yùn)輸?shù)陌踩?，因?yàn)樗梢苑€(wěn)定地運(yùn)行，并科學(xué)而準(zhǔn)確地反映出實(shí)時(shí)的航空監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，比如飛機(jī)的空間位置和飛機(jī)與其他飛行物之間的距離。通過這些信息和分析數(shù)據(jù)的幫助，航空管制員可以更加全面地指揮好空中交通，保持空中飛行的安全間隔，避免發(fā)生不安全事故，保證人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。下面，本文將具體介紹民航空管系統(tǒng)的相關(guān)背景知識(shí)和目前遇到的現(xiàn)實(shí)問題，重點(diǎn)探討和分析推進(jìn)民航空管系統(tǒng)沖突警告改進(jìn)的措施。

2 民航空管系統(tǒng)背景技術(shù)介紹

2.1 民航空管系統(tǒng)的工作機(jī)制 民航空管系統(tǒng)一般包括兩類輸入內(nèi)容和格式，分別為：雷達(dá)數(shù)據(jù)信息和飛行報(bào)文信息。當(dāng)雷達(dá)的數(shù)據(jù)信息輸入到雷達(dá)的數(shù)據(jù)處理單元后，數(shù)據(jù)處理單元便開始運(yùn)算和分析雷達(dá)數(shù)據(jù)，之后將完成這部分信息的通信協(xié)議或格式上的轉(zhuǎn)換處理操作。經(jīng)過這一操作之后，進(jìn)入民航空管系統(tǒng)的不同類型雷達(dá)數(shù)據(jù)，就會(huì)輕松被多雷達(dá)融合單元所識(shí)別，隨后該單元會(huì)負(fù)責(zé)進(jìn)行分析、檢測(cè)、分類等融合工作。

2.2 民航空管系統(tǒng)沖突檢測(cè) 民航空管系統(tǒng)中的核心可以說就是其中的飛行沖突檢測(cè)模塊。飛行沖突，即兩個(gè)正在空中飛行的飛機(jī)之間的空間位置距離因?yàn)槌霭踩秶赡馨l(fā)生危險(xiǎn)事故的情況。為了能科學(xué)地提出沖突警告，必須做好準(zhǔn)確無誤的飛行沖突檢測(cè)，最好能夠預(yù)估安全的飛行軌跡，盡量避免飛行沖突；或者在發(fā)現(xiàn)飛行沖突時(shí)系統(tǒng)會(huì)立即響應(yīng)，調(diào)整和改變正在飛行的飛機(jī)航向和速度，合理地化解飛行沖突，引導(dǎo)飛機(jī)駛向目標(biāo)地點(diǎn)。另外，如果飛行中飛機(jī)的空間位置、飛行模式等參數(shù)出現(xiàn)偏離時(shí)系統(tǒng)也應(yīng)該立即發(fā)送警告給管制員，并為管制員提出一些處理措施建議。而這些系統(tǒng)操作都是基于飛機(jī)發(fā)出的雷達(dá)數(shù)據(jù)信息。

3 民航空管系統(tǒng)沖突警告的原理分析

3.1 空管系統(tǒng)飛行沖突警告分類 飛行沖突警告根據(jù)緊急程度分為兩種類型：一種為CA警告，當(dāng)一架飛機(jī)的圓柱體范圍飛入其他飛機(jī)時(shí)系統(tǒng)發(fā)出CA警告，管制員應(yīng)該首先處理。第二種警告為短期沖突警告（PCA）。從當(dāng)前時(shí)間開始計(jì)算的周期內(nèi)，如果兩架飛機(jī)處于沖突狀態(tài)則系統(tǒng)發(fā)出PCA警告。

3.2 空管系統(tǒng)飛行沖突警告原理 對(duì)于民航空管系統(tǒng)沖突警告的改進(jìn)，首先應(yīng)對(duì)空管系統(tǒng)中飛行沖突警告模塊的原理進(jìn)行重點(diǎn)研究。本文中提出的思路是：民航空管系統(tǒng)應(yīng)準(zhǔn)確記錄實(shí)時(shí)的對(duì)飛機(jī)飛行過程中的空間位置、飛行方向、飛行模式等飛行參數(shù)，基于這些信息的記錄，我們就能夠在以整數(shù)為單位的雷達(dá)周期內(nèi)，通過分析和科學(xué)的算法，定位到兩架飛機(jī)在該周期內(nèi)具體分別位于何處，最后進(jìn)行全面的飛行沖突檢查。

如果系統(tǒng)定位到飛機(jī)的位置，并計(jì)算出經(jīng)過某個(gè)特定的時(shí)間段后，某一架飛機(jī)的可能位置范圍會(huì)與另一架飛機(jī)的圓柱體區(qū)域覆蓋，那么說明這兩架飛機(jī)有極大的可能性會(huì)在系統(tǒng)預(yù)測(cè)的時(shí)刻進(jìn)入一個(gè)即將重合的危險(xiǎn)區(qū)域，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)預(yù)測(cè)時(shí)刻距當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間的緊急程度和重合區(qū)域的范圍大小發(fā)出相應(yīng)等級(jí)的警告，管制員接到警告提醒后調(diào)整兩架飛機(jī)的飛行參數(shù)，系統(tǒng)會(huì)等待直到它檢測(cè)到的所有參數(shù)恢復(fù)正常后才能自動(dòng)關(guān)閉。

4 民航空管系統(tǒng)沖突警告的改進(jìn)措施

4.1 為空管系統(tǒng)加入確認(rèn)機(jī)制 航空運(yùn)輸?shù)墓芾砣蝿?wù)十分艱巨，我們只有在每個(gè)環(huán)節(jié)都把好關(guān)，才能確保所有環(huán)節(jié)完美實(shí)現(xiàn)。因此，本文的建議是民航空管系統(tǒng)應(yīng)該明確規(guī)定管理規(guī)范，出現(xiàn)警告應(yīng)盡快確認(rèn)問題是否真實(shí)。整個(gè)空管系統(tǒng)應(yīng)該確保穩(wěn)定的運(yùn)行，檢測(cè)和預(yù)算的數(shù)據(jù)也應(yīng)該具有高精確度，避免數(shù)據(jù)錯(cuò)誤引發(fā)虛假警告所帶來的損失。由于飛機(jī)飛行所處的高空環(huán)境包括了來自于大氣壓、氣流等自然因素的影響，飛行環(huán)境容易波動(dòng)多變，這使得空管系統(tǒng)在記錄和監(jiān)控飛機(jī)的飛行參數(shù)面臨巨大挑戰(zhàn)。針對(duì)這一問題，我們加入了新的飛行沖突警告的判斷機(jī)制，即確認(rèn)機(jī)制。加入它之后，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到危險(xiǎn)信號(hào)時(shí)，飛行沖突檢測(cè)單元會(huì)先進(jìn)行預(yù)先判斷，如果時(shí)間已經(jīng)超過了確認(rèn)機(jī)制中提前設(shè)置好的報(bào)警次數(shù)，且飛機(jī)若還是有遇到飛行沖突的危險(xiǎn)，系統(tǒng)才會(huì)達(dá)到觸發(fā)警告的值。這個(gè)方法有效地降低了系統(tǒng)的虛假警告頻率，但存在使系統(tǒng)實(shí)時(shí)性下降的缺點(diǎn)。

4.2 采用提前警告的改進(jìn)算法 為了滿足沖突警告的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性要求，空管系統(tǒng)還可以采用一種提前警告的改進(jìn)算法。提前警告的算法即，用兩架飛機(jī)之間的相對(duì)飛行距離加危險(xiǎn)距離的總和替換掉最初計(jì)算出的危險(xiǎn)距離。具體來講，就是從兩架飛機(jī)之間的距離小于危險(xiǎn)距離開始，如果確認(rèn)周期計(jì)時(shí)完畢的時(shí)刻兩架飛機(jī)之間的距離達(dá)到新設(shè)定的危險(xiǎn)距離，監(jiān)控終端上會(huì)顯示飛機(jī)之間的距離開始小于危險(xiǎn)距離時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出提前警告。要準(zhǔn)確計(jì)算出達(dá)到提前警告的距離條件，必須算出該算法中新增的那部分附加距離，兩架飛機(jī)在確認(rèn)周期時(shí)間內(nèi)相對(duì)飛行多遠(yuǎn)這個(gè)值就有多大。

綜上所述，提高空中交通管制系統(tǒng)的沖突警告的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性對(duì)于這一空管系統(tǒng)沖突警告的改進(jìn)至關(guān)重要。本文綜合分析了民航空管系統(tǒng)的現(xiàn)狀、技術(shù)背景及其原理和存在的問題，通過對(duì)改進(jìn)方法的不斷探究和完善，對(duì)推進(jìn)民航空管系統(tǒng)沖突警告的改進(jìn)措施做出了具體的分析。

只有做好空管系統(tǒng)沖突警告機(jī)制的改進(jìn)工作，才能更加有效地確保整個(gè)民航空管系統(tǒng)的運(yùn)行效率和航空運(yùn)輸?shù)陌踩?/p>

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作者簡(jiǎn)介：王小龍，男，出生于1985年7月，江蘇徐州人，就職于民航華北空管局空管中心，管制員，助理工程師。