空中交通管理中空域規(guī)劃的關鍵技術探究

唐天宇

摘 要： 伴隨航天航空事業(yè)的快速發(fā)展，對空中交通管理水平提出更高的要求。從空中交通管理實際看，主要強調做好優(yōu)化配置空域資源工作，確保滿足空域多元化、靈活性發(fā)展要求。本次研究將從多種關鍵技術角度分析空域規(guī)劃的實現(xiàn)策略，包括安全評估、特征提取與分析、飛行程序自動化、航路網優(yōu)化以及監(jiān)視保障技術等。

關鍵詞： 空中交通管理；空域規(guī)劃；關鍵技術

前言：空域資源能否滿足空中交通管理需求，很大程度上取決于空域資源的合理規(guī)劃。值得注意的是，空域規(guī)劃中，涉及極多的要素內容，若未能保證這些要素的有效處理，便可能出現(xiàn)空中交通擁擠情況，空中交通安全性與暢通性均會受到影響。因此，本文對空中交通管理中空域規(guī)劃關鍵技術的研究，具有十分重要的意義。

1空中交通管理空域規(guī)劃評估

近年來，空域管理規(guī)劃中，有較多技術不斷引入，如縮小垂直間隔標準技術、自動監(jiān)視技術、數(shù)據(jù)鏈通信技術等，這些技術在保證交通管理系統(tǒng)運行與發(fā)展方面均有積極作用。然而應注意目前飛行間隔標準減小，這樣整個空域系統(tǒng)所受威脅增大，此時需考慮如何做空域運行安全評估工作，確?？沼蛳到y(tǒng)管理中有相關的資料作為參考，使交通管理空域規(guī)劃水平進一步提升。從當前空域規(guī)劃安全評估相關技術應用看，一般注重從NAS系統(tǒng)安全性改善層面著手，制定相關的系統(tǒng)安全手冊、安全管理計劃等，甚至可立足于實際做安全管理系統(tǒng)的設計，使之成為空中交通防范危險的工具。

2空域規(guī)劃中特征提取與分析關鍵技術

空中交通管理活動中，如何做好空域資源的規(guī)劃管理工作，很大程度取決于特征提取與分析工作。從該技術實施的要點看，主要表現(xiàn)在對空域基礎數(shù)據(jù)收集后，借助數(shù)理統(tǒng)計方法，做特征量化模型、特征量預測模型的構建，根據(jù)模型分析空域結構設計的合理性以及運行中流量分配情況。從空域運行具體特征看，主要表現(xiàn)在空域結構技術性能、飛行航跡保持能力、空域服務質量。如其中空域結構技術，該特征表現(xiàn)在網絡可達性、網絡連接度、空域利用率方面；再如飛行航跡保持能力涉及整個飛行中飛行器出現(xiàn)垂向或側向偏差的可能性；而空腹服務質量上，不僅有要素流量如航路點、飛行情報區(qū)、像終端區(qū)等，也涉及其他運行成本、潛在沖突系數(shù)與噪聲系數(shù)等。當前空域規(guī)劃中，已有相關的數(shù)據(jù)分析、報告系統(tǒng)，系統(tǒng)運行中能夠指導如何做飛行程序的設計，判斷空域流量、評估空域噪聲，系統(tǒng)一般設置于終端管制中心或相關職能部門中，應用下取得的特征提取與分析效果明顯[1]。

3終端區(qū)域飛行程序自動化技術

飛行程序設計是否合理直接影響整體運行安全性，而飛行程序設計中主要從終端區(qū)領域著手，明確飛機的各緩解，在此基礎上設計飛行路線，通過繪制飛行程序的要素模塊，用于程序設計評估參考，保證設計的合理性。而該過程中可考慮引入自動化技術，主要強調依托于自動化技術自動完成模塊化繪制、飛行程序自動生成的目的。例如，在分析飛行程序要素中，如定位點、機場以及導航臺等，利用自動化技術自動實現(xiàn)圖形圖素映射關系的構建，在此基礎上做各要素模塊繪制，最后完成參數(shù)配置。另外，飛行程序自動化設計中，也需考慮設計模板受障礙物影響，合理調整設計模板，保證飛機程序的有效設計。除此之外，有研究資料報道，目前國外在飛行程序設計中，直接設計相關的空域管理軟件系統(tǒng)，系統(tǒng)集中計輔設計技術、地理信息技術等，且整個系統(tǒng)中將飛行程序設計標準明確，如飛行程序中的進離場程序，均被囊括其中，提高飛行程序設計的合理性。

4高空航路網優(yōu)化相關技術

航路網優(yōu)化設計主要為保證整個空域資源被合理運用，使整個機場高空主干航路網規(guī)劃合理，也包括其他支線航路網、終端區(qū)過渡航路等 。在優(yōu)化設計高空航路網中，需結合當前航路網運行特征，明確航路網規(guī)劃設計目，通過對各網絡節(jié)點的分析，做航路網層次劃分模型的構建，根據(jù)該模型劃分航路網絡，整個航路網層次劃分中，包括三個層次，如樞紐主干網絡、區(qū)域干線航路網以及區(qū)域支線航路網等，同時在終端飛行、航路網之間的過渡航路也是優(yōu)化設計的部分。為保證設計的合理性，注意在優(yōu)化設計中從初始化設計、網絡拓撲設計、避讓設計等方面著手。通過該種設計方法，既保證航路網運行效率提升，航路網運行成本也因此降低。若設計過程中發(fā)現(xiàn)航路網絡設計有多目標優(yōu)化情況，可在網絡規(guī)劃技術運用在做建模與處理，達到網絡設計多目標優(yōu)化目的。

5空域運行監(jiān)視保障相關技術

空域規(guī)劃中，無論如何在前期做好特征分析、飛機程序設計以及航路網設計外，還需在監(jiān)視評估能力上加強。從監(jiān)視評估的內容看，主要集中在監(jiān)視、導航與通信等層面，通過監(jiān)視評估判斷空域設計方案是否可行，保證飛機程序正常運行。從通信導航監(jiān)視技術看，主要表現(xiàn)在對臺站電波傳遞情況、影響因素進行監(jiān)視分析，或直接進行觀測誤差模型、信號傳播距離模型的構建，在此基礎上分析地基范圍內沿航跡容差、側向容差以及臺站信號作用空間等。以RNAV-Pro為例，應用下能夠評估終端區(qū)飛行程序障礙物，且覆蓋監(jiān)視整個通信臺站，及時將監(jiān)視結果反饋回來，對保證飛行安全有積極作用。應注意的是，我國目前在可用空域資源上相比發(fā)達國家仍較少，這對于持續(xù)上升的飛行流量，將出現(xiàn)航空運輸業(yè)阻礙問題，迫切要求在空域資源上進一步合理規(guī)劃，規(guī)劃過程中除引入上述關鍵技術外，我國需在空管科研力度上加大，強化自主研發(fā)，在空域規(guī)劃實踐中引入更多先進的理論與科研成果，以此推動航天航空事業(yè)發(fā)展[2]。

結論：空域規(guī)劃是否合理直接影響空中交通管理水平。實際開展空域規(guī)劃中，應注意引入相關的技術，所有技術內容均需圍繞特征分析、設計、評估工作開展，進一步細化為安全評估、特征提取、飛行程序設計、航路網優(yōu)化以及監(jiān)視評估等，通過這些關鍵技術，對于提高空域規(guī)劃的合理性有積極作用。

參考文獻

[1]李正宇.現(xiàn)代空中交通管理中的空域規(guī)劃關鍵技術[J].信息通信，2015，（06）：274.

[2]陳旭.現(xiàn)代空中交通管理中的空域規(guī)劃關鍵技術探析[J].硅谷，2014，7（03）：1+5.