基于警戒區(qū)模型的空中交通管制沖突解脫程序探討

呂焱

（中國民航廈門空中交通管理站 361006）

關(guān)鍵詞：空中交通；沖突解脫程序

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，民用航空運(yùn)輸業(yè)同步高速發(fā)展，主要表現(xiàn)在航班量的大幅增長，據(jù)統(tǒng)計(jì)全國的飛行流量每年以10%以上的速度增長。國內(nèi)外航空公司如雨后春筍般涌現(xiàn)。在有限的空域范圍內(nèi)，空中交通狀況越來越復(fù)雜，空中安全形勢越來越嚴(yán)峻，這給專門負(fù)責(zé)空中安全保障的空管系統(tǒng)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。尤其最近一年來，跟民航空管相關(guān)的不安全事件頻發(fā)，給每一位戰(zhàn)斗在一線的對空管制員敲響了警鐘。而對于管制員來說，熟練的掌握并執(zhí)行管制沖突解除程序是保障安全的重要一環(huán)，也是保障安全的最后一根救命稻草。

1、沖突預(yù)測

在我們的日常工作中，我們是一個團(tuán)隊(duì)在配合工作，我們當(dāng)然已經(jīng)有許多互相發(fā)現(xiàn)，彌補(bǔ)，制約彼此出錯的措施。但我們還是不可避免的會出現(xiàn)各種失誤，進(jìn)而觸發(fā)沖突?？偠灾?，沖突不可避免。問題的關(guān)鍵是管制員該如何提早進(jìn)行沖突預(yù)測。

沖突預(yù)測是管制工作中需要每時每刻都在進(jìn)行的思維活動。成熟的管制員善于利用時空間隙，在飛機(jī)較少或沖突不大的情況下預(yù)先對未來某一時間段的空中交通狀況進(jìn)行思考，根據(jù)已獲得的動態(tài)信息，如：飛機(jī)預(yù)計(jì)進(jìn)入本區(qū)域邊界的時間、高度以及飛機(jī)的性能，對未來可能出現(xiàn)的飛行沖突作出大致估計(jì)，盤算沖突的解決辦法，進(jìn)而為下一步?jīng)Q策奠定基礎(chǔ)。

2 、沖突預(yù)測模型

關(guān)于沖突預(yù)測一般有兩種方式，一種是基于距離標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)測方法；一種是基于時間標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)測方法，具體采用哪種方式可以根據(jù)具體的情況來定。下面我們以在雷達(dá)管制中常用的基于距離標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)測方法來實(shí)施預(yù)測，我們知道管制間隔標(biāo)準(zhǔn)是建立在多維空間的基礎(chǔ)上，可以認(rèn)為它是以圓柱體的形式存在于多維空間之中，飛機(jī)的移動實(shí)際上是一個圓柱體在空間的移動。因此在配置飛行間隔時，不能只考慮到水平面的間隔，而不考慮垂直的間隔，實(shí)際上管制間隔標(biāo)準(zhǔn)中的水平間隔是包含垂直間隔的。具體的模型如下所示：

以雷達(dá)間隔標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，可以建立如上圖所示的防撞模型，取以飛機(jī)為中心的安全間隔范圍內(nèi)的三維區(qū)域?yàn)轱w機(jī)的“保護(hù)區(qū)”，即一個半徑為10km，高為300m的圓柱體。在任何情況下，飛機(jī)的“保護(hù)區(qū)”都是絕對不允許相互重疊的。換言之，一旦“保護(hù)區(qū)”重疊，飛行沖突已經(jīng)發(fā)生。

為了使管制員注意潛在的沖突，我們通常的做法是在保護(hù)區(qū)的基礎(chǔ)上定義了比安全區(qū)更大的三維空間——“警戒區(qū)”。這樣，用于飛行沖突判定的模型即為由保護(hù)區(qū)和警戒區(qū)組成的雙層模型構(gòu)成，見圖2。

警戒區(qū)的確定各個地方有各個地方的差別，有大有小，比如說在某管制區(qū)域是按照下面的規(guī)則執(zhí)行的。這個警戒區(qū)的圓柱高是300m，半徑根據(jù)下面的情況而定。

警戒區(qū)對于飛行沖突能起到一個緩沖的作用，讓飛機(jī)在保護(hù)區(qū)重疊前有時間來進(jìn)行沖突調(diào)配。

3、沖突解脫方法

在雷達(dá)管制中，實(shí)現(xiàn)沖突解脫，管制員通常使用三種方法1、改變航向2、調(diào)速3、改變飛行高度層。

改變航向

改變航向?qū)嶋H上就是我們說的水平避讓。應(yīng)該遵守的避讓原則：當(dāng)沖突航空器處于避讓航空器180°（不含）到360°方位時應(yīng)指揮航空器緊急右轉(zhuǎn)避讓，當(dāng)沖突航空器處于避讓航空器0°（不含）到180°方位時應(yīng)指揮航空器緊急左轉(zhuǎn)避讓。但軍航活動或危險(xiǎn)區(qū)等限制也應(yīng)作為考慮的因素。改變航向是處理緊急沖突最常用，最有效的方式。

改變飛行高度層

目前管制員在工作時調(diào)配飛行沖突用得最多的是調(diào)配飛行高度層，在一個平面內(nèi)當(dāng)探測到兩架飛機(jī)即將發(fā)生沖突時，可以通過改變其中一架飛機(jī)的高度來進(jìn)行沖突解脫，必要的時候也可以同時對兩架飛機(jī)的飛行高度進(jìn)行調(diào)整，同時控制兩沖突飛機(jī)的上升率或下降率來進(jìn)行沖突解除。改變高度層通常用在沖突不緊急時候使用，也是比較有效，常用的方式。

調(diào)速

調(diào)速在雷達(dá)管制中效率最低，它通常用在微調(diào)間隔中，比如說控制兩機(jī)的同高度間隔，落地間隔等。有時因?yàn)闄C(jī)型或者是環(huán)境因素，調(diào)速不能解決問題，通常管制員配合上面兩種方法同事使用。機(jī)組通常也不愿意長時間被控制速度?？偟膩碚f，調(diào)速僅僅用在沖突不緊急的情況下。

4、沖突解除原則

水平避讓原則：一般情況下當(dāng)沖突航空器處于避讓航空器180°（不含）到360°方位時應(yīng)指揮航空器緊急右轉(zhuǎn)避讓，當(dāng)沖突航空器處于避讓航空器0°（不含）到180°方位時應(yīng)指揮航空器緊急左轉(zhuǎn)避讓。但軍航活動或危險(xiǎn)區(qū)等限制也應(yīng)作為考慮的因素。

垂直避讓原則：根據(jù)沖突航空器的實(shí)際高度差及接近率使用“停止上升/下降”，“最大上升率上升/下降率下降”等術(shù)語，使沖突可以最快得以化解，同時應(yīng)附帶水平避讓指令。

管制指令原則：向沖突航空器通報(bào)沖突情況包括方位距離。同時在指令中應(yīng)包含能讓機(jī)組感受到很緊急的詞比如‘立即左/右轉(zhuǎn)90度緊急避讓沖突。

沖突解除在管制工作中經(jīng)常碰到，要處理好需要管制經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)的長時間積累和磨練。這個問題的解決其實(shí)涉及到兩類人員，一是管制員；二是飛行員。管制員負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)沖突并立即發(fā)布沖突解除指令，飛行員負(fù)責(zé)配合管制員執(zhí)行指令，這兩個環(huán)節(jié)缺一不可。一方面管制員要盡可能的早發(fā)現(xiàn)沖突，為沖突解除贏得時間，并及時作出合理的預(yù)案。另一方面飛行員要聽到管制指令后盡快的感受到風(fēng)險(xiǎn)并做出響應(yīng)。這就要求管制員不僅要果斷決策，而且在管制指令上也要簡潔明了，語氣上還要讓飛行員感受到?jīng)_突的急迫性，讓其立即配合。以下為案例分析：

案例1 某日，航班A、B，北京時間14：50管制員指揮A從9200米下到7800米，A在14：53分保持7800米，此時航班A、B依次同向同高度飛行，兩機(jī)水平間隔為40公里左右，因?yàn)榻拥角胺焦苤茀^(qū)間隔限制需要兩機(jī)拉大水平間隔，管制員指揮位于前面的航班A保持高度右轉(zhuǎn)盤旋。14：58：45，當(dāng)A、B兩機(jī)相距約18公里時，協(xié)調(diào)席管制員發(fā)現(xiàn)兩機(jī)存在飛行沖突，提醒管制席管制員，管制席管制員立即指揮A機(jī)左轉(zhuǎn)航跡010避讓，指揮B機(jī)以2000英尺/分鐘的下降率下到7200米，并左轉(zhuǎn)航跡180避讓。14：59：29，A機(jī)左轉(zhuǎn)至航向010，B機(jī)左轉(zhuǎn)至航向180，B機(jī)下到高度7620米并繼續(xù)下降，垂直間隔180米，水平間隔6公里。

分析：首先我們從結(jié)果看，兩機(jī)的水平和垂直間隔都突破了我們在前面提到的保護(hù)區(qū)圓柱體最小間隔10公里和300米。這個結(jié)果就決定了局方對這次事件的定性。我們再看整個過程可以發(fā)現(xiàn)從管制員發(fā)指令到兩機(jī)機(jī)組按要求執(zhí)行完指令用了45秒的時間。這段時間就是前面提到的管制員的沖突預(yù)測和沖突解脫的時間，對于管制員來說極其重要。在這兒我們不管這個預(yù)案的合理性，我們只是要明白沖突解除預(yù)案合理，兩機(jī)的最后的間隔就大，對我們就有利。而這個時間段的長短除了跟管制員的決策預(yù)案以及管制指令的發(fā)布有關(guān)外，跟機(jī)組的感受風(fēng)險(xiǎn)和做出響應(yīng)的速度也密切相關(guān)。

結(jié)語

管制員在實(shí)際工作中，每天對著雷達(dá)屏幕要監(jiān)視成百上千架飛機(jī)，隨著這些飛機(jī)動態(tài)的不停變化，管制員也不停地做著很多的沖突預(yù)判，然后做出沖突解脫的方案并實(shí)施。當(dāng)前隨著航班量的大幅度增長，航線結(jié)構(gòu)的日趨復(fù)雜，管制員肩上壓力與日俱增，保障空中安全這個艱巨的任務(wù)變得越來越難。管制員對每一架飛機(jī)的動態(tài)的錯漏忘都有可能造成無法挽回的危險(xiǎn)事故。隨時都有可能致管制員于萬劫不復(fù)之地。所有每一個管制員必須苦練自身的管制技能，成熟自身的管制心態(tài)，熟練掌握沖突解除的各種有效措施，做到合理預(yù)案、果斷指揮，冷靜處理，化險(xiǎn)為夷。爭取使沖突早發(fā)現(xiàn)于警戒區(qū)范圍之外，早化解沖突于保護(hù)區(qū)范圍之外。