PBN技術(shù)的優(yōu)勢以及在區(qū)域航路中的應(yīng)用

梁昌波

摘 要： 最近幾年，在民用航空領(lǐng)域，PBN技術(shù)得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，其本身能夠涵蓋飛機(jī)起飛、進(jìn)近著陸、航路直至終端區(qū)的所有飛行階段，屬于新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)建設(shè)中的一項(xiàng)核心技術(shù)，也是我國民航強(qiáng)國戰(zhàn)略的一部分，在民航機(jī)場建設(shè)、航路設(shè)置、空域使用以及飛行運(yùn)行管理等方面有著積極影響。本文從PBN技術(shù)的優(yōu)勢著眼，對其在區(qū)域航路中的應(yīng)用進(jìn)行了簡單分析。

關(guān)鍵詞： PBN技術(shù)；優(yōu)勢；區(qū)域航路；應(yīng)用

前言：傳統(tǒng)航路是通過地面導(dǎo)航設(shè)備，對各個導(dǎo)航點(diǎn)進(jìn)行連接后形成，航空器需要依照導(dǎo)航臺的指導(dǎo)確定自身飛行方向，存在很大的局限性。而伴隨著航空事業(yè)的飛速發(fā)展，航空電子技術(shù)以及航空機(jī)載設(shè)備得到了持續(xù)創(chuàng)新，導(dǎo)航精度的提高使得新一代區(qū)域?qū)Ш郊夹g(shù)逐漸得到應(yīng)用，能夠在不依賴地面導(dǎo)航設(shè)備的基礎(chǔ)上，使得航空器在任意兩點(diǎn)間實(shí)現(xiàn)精確安全飛行，航線的編排更加靈活。

1 PBN技術(shù)優(yōu)勢

PBN指基于性能的導(dǎo)航，全稱是Performance Based Navigation，可以在基礎(chǔ)導(dǎo)航設(shè)施的幫助下，確保于指定區(qū)域或者沿航路飛行時(shí)，航空器導(dǎo)航系統(tǒng)能夠滿足完好性、可用性和精確性的現(xiàn)實(shí)要求，其廣泛應(yīng)用標(biāo)志著航空器從基于傳感器導(dǎo)航向基于性能導(dǎo)航的轉(zhuǎn)變。PBN技術(shù)想要得到有效實(shí)施，需要具備三個要素，一是導(dǎo)航應(yīng)用，二是導(dǎo)航設(shè)施，三是導(dǎo)航規(guī)范，其中的導(dǎo)航規(guī)范可以分為兩種類型，一種是區(qū)域?qū)Ш絉NAV，可以將之看成是飛行管理系統(tǒng)的一部分，能夠死的航空器擺脫必須從導(dǎo)航設(shè)備上空飛越的限制，提升飛行的靈活性；另一種是所需導(dǎo)航性能RNP，其實(shí)質(zhì)是具備記載導(dǎo)航性能監(jiān)視及告警能力的RNAV，核心要素之一則是需要駕駛員與記載導(dǎo)航系統(tǒng)相互配合，對航空器導(dǎo)航系統(tǒng)是否能夠達(dá)到導(dǎo)航性能要求進(jìn)行監(jiān)視[1]。

PBN技術(shù)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在幾個方面：首先，飛行軌跡更加靈活精確。PBN技術(shù)的應(yīng)用，能夠使得航空器在導(dǎo)航信號所能夠覆蓋的范圍內(nèi)，沿著任意期望路徑飛行，相比較傳統(tǒng)導(dǎo)航技術(shù)，飛行軌跡的靈活性更強(qiáng)；其次，推動導(dǎo)航方式轉(zhuǎn)變。在導(dǎo)航技術(shù)飛速發(fā)展的帶動下，航空器的導(dǎo)航能力一再提升，在充分發(fā)揮記載計(jì)算機(jī)性能的前提下，可以對多種導(dǎo)航手段進(jìn)行整合，再根據(jù)自身的實(shí)際需求，選擇導(dǎo)航方式，推動了導(dǎo)航方式從基于傳感器導(dǎo)航到基于性能導(dǎo)航的轉(zhuǎn)變；然后，靈活性和準(zhǔn)確性強(qiáng)。PBN技術(shù)不需依靠陸基導(dǎo)航設(shè)備，航線選擇更加靈活，導(dǎo)航準(zhǔn)確性更好，能夠有效減少航班延誤問題，縮短飛行時(shí)間，增加空域容量，同時(shí)也能夠幫助駕駛員減少操作動作和陸空通話次數(shù)，保證航空器飛行安全；最后，PBN技術(shù)的應(yīng)用，能夠在全球范圍內(nèi)，提供統(tǒng)一的導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)，為國際航班的正常運(yùn)行提供可靠保障[2]。

2 PBN技術(shù)在區(qū)域航路中的應(yīng)用

2.1應(yīng)用歷程

1998年，在國際民航組織新航行系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃的指導(dǎo)下，中國民航抓住了歐亞新航路開辟的機(jī)遇，開始了第一條區(qū)域?qū)Ш胶铰返慕ㄔO(shè)工作。歐亞新航行系統(tǒng)航路又稱西部航路，采用的代號是FANS-L888，1998年開始建設(shè)，2001年正式開通，全長2800km，相比較之前使用的需要經(jīng)過印度、中東地區(qū)以及我國全境的歐亞航路，航程縮短明顯，單在烏魯木齊到成都一段，新航路就比舊航路縮短了700km以上，不僅提高了空域利用效率，也在很大程度上對經(jīng)營成本進(jìn)行了壓縮，由此產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益不想可知，也得到了國際組織的高度評價(jià)。最近幾年，我國民航機(jī)構(gòu)進(jìn)一步加快了區(qū)域航路的建設(shè)以及相關(guān)導(dǎo)航技術(shù)的研究，在西部地區(qū)，基于RNP4依次開辟了許多新航路，如Y1、Y2、Y3等，通過與L888航路的相互補(bǔ)充，使得西部地區(qū)的區(qū)域航路結(jié)構(gòu)更加合理[3]。

2001年11月，依照國際民航組織提出的RNP10標(biāo)準(zhǔn)，我國于三亞飛行情報(bào)區(qū)域設(shè)置了基于RNP10的洋區(qū)區(qū)域?qū)Ш胶铰?，配合新建的M771、L642、N892和A202航路，在提升南海北部地區(qū)空中交通流量的同時(shí)，切實(shí)保證了飛行安全。不僅如此，通過這樣的方式，三亞情報(bào)區(qū)的航空結(jié)構(gòu)得到了優(yōu)化和調(diào)整，為空中交通管理提供了相當(dāng)?shù)谋憷诒ＷC航路規(guī)劃靈活性的同時(shí)，減少了航班延誤問題，更促進(jìn)了航空公司經(jīng)濟(jì)效益的提高，在推動區(qū)域民航運(yùn)輸事業(yè)發(fā)展方面發(fā)揮出了不容忽視的作用。同時(shí)，為了有效緩解當(dāng)前京廣航路和京滬航路的擁擠問題，京廣京滬RBP2平行航路得以建成，推動了區(qū)域?qū)Ш斤w行程序的快速穩(wěn)定發(fā)展[4]。

2.2應(yīng)用效果

相比較傳統(tǒng)導(dǎo)航方式，PBN在區(qū)域航路中的應(yīng)用能夠起到相當(dāng)顯著的效果，可以對航路運(yùn)行要求進(jìn)行明確，避免出現(xiàn)地面設(shè)備和記載設(shè)備重復(fù)安裝的情況，同時(shí)也能避免重復(fù)性的運(yùn)行批準(zhǔn)，有效簡化工作流程。而從空管部門的角度，PBN技術(shù)的應(yīng)用能夠減少管制員工作負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)對區(qū)域航路的有效整理，保證飛行安全。

傳統(tǒng)區(qū)域航路導(dǎo)航中，飛行程序設(shè)計(jì)容易受到地形條件的影響，導(dǎo)航設(shè)施保護(hù)寬度與其本身距離導(dǎo)航臺的位置密切相關(guān)，距離導(dǎo)航臺越遠(yuǎn)，導(dǎo)航的精度也就越低，而較低的導(dǎo)航精度必然會對航空器飛行安全造成影響，在遇到一些特殊障礙物時(shí)，甚至需要對區(qū)域航路進(jìn)行重新規(guī)劃，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。與之相比，PBN技術(shù)使得航路點(diǎn)可以在基站信號覆蓋范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)靈活選擇，工作人員可以根據(jù)實(shí)際情況，構(gòu)建連接兩個航路點(diǎn)的航線結(jié)構(gòu)與平行航路，也可以設(shè)置基于RNP/RNAV航路的平行偏置飛行，以此來保證航路選擇的靈活性和精準(zhǔn)性，降低航路擁擠發(fā)生的概率，提升空域利用率。同時(shí)，PBN技術(shù)避免了導(dǎo)航臺距離對于導(dǎo)航精度的影響在整條航路上，導(dǎo)航精度基本一致，可以為航空器提供更加精確的引導(dǎo)，提升飛行安全性。陸基設(shè)備到星基設(shè)備的轉(zhuǎn)變，減少了基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)成本，也能夠促進(jìn)整體經(jīng)濟(jì)效益的提高。從航空公司的角度，在航路巡航階段，更加靈活的航路結(jié)構(gòu)能夠降低燃油消耗，在提升經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也符合了節(jié)能降耗理念[5]。

例如，2005年，美聯(lián)邦航空局結(jié)合PBN技術(shù)，針對佛羅里達(dá)空域進(jìn)行了優(yōu)化，在原本兩條RNAV航路的基礎(chǔ)上，新增了五條航路，顯著提高了南北交通的效率和容量。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，從2005年空域優(yōu)化完成到2008年，航空公司累積節(jié)約經(jīng)營成本1.3億美元。

2.3應(yīng)用前景

在我國，不同地區(qū)的空域系統(tǒng)存在顯著差異，東部地區(qū)空中交通流量大，航路擁堵，需要相關(guān)部門調(diào)整區(qū)域航路結(jié)構(gòu)，結(jié)合實(shí)際需求開辟新的PBN平行航路作為現(xiàn)有ATS航路的補(bǔ)充，以此來提升空域容量，減少流量控制因素引發(fā)的航班延誤問題。西部地區(qū)許多機(jī)場地勢高、地形復(fù)雜，加上惡劣的天氣狀況，陸基導(dǎo)航設(shè)備的安裝很難實(shí)現(xiàn)，可以借助星基導(dǎo)航設(shè)備或者基于ADS的航路系統(tǒng)，構(gòu)建大型乃至洲際區(qū)域?qū)Ш胶铰贰Ｔ诟咴瓩C(jī)場數(shù)量持續(xù)增加的背景下，相關(guān)部門應(yīng)該從機(jī)場本身的特殊性出發(fā)，設(shè)計(jì)更加合理的PBN進(jìn)近程序，以此來保證航空器起降安全，推動民用航空事業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展[6]。

3 結(jié)語

總而言之，PBN技術(shù)的應(yīng)用是航班飛行及空管運(yùn)行的一個重大革新，可以增加空域容量，減少地面導(dǎo)航設(shè)施投入，保證航空器飛行安全，在構(gòu)建新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)的過程中，發(fā)揮著重要作用。新時(shí)期，伴隨著中國民航PBN實(shí)施路線圖的退出，PBN技術(shù)在我國航空領(lǐng)域必將得到更加廣泛的應(yīng)用，從而為民航運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性提供可靠保障，理應(yīng)得到技術(shù)人員的重視。

參考文獻(xiàn)

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