終端區(qū)交通流量管理和研究

夏毅 民航海南空管分局管運部飛服室

引言：空中交通管制是由空中交通服務(wù)和空中交通流量管理組成。民用航空飛機在空中飛行，由于航班數(shù)量的增加，需要對航班之間協(xié)調(diào)管理，也就是空中交通的流量管理。空中交通流量管理能啟到優(yōu)化空中交通管制服務(wù)。ATFM是指為了實現(xiàn)空中交通流量的合理排序，配合保障空域流量與其容納航班能力相對應(yīng)，更多挖掘空域容納航班數(shù)量的容納能力，從而使得空中航班，快速，有序合理流動，增加空中航路利用效率[1]。

一、空中交通流量管理現(xiàn)狀及發(fā)展

經(jīng)過幾十年的建設(shè)，我國民用航空空中交通流量管理有了很大的發(fā)展，有了標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一管理模式，比如上海的流量協(xié)同放行系統(tǒng)，科學(xué)合理的控制流量完全滿足現(xiàn)在我國民航事業(yè)的發(fā)展所需的協(xié)調(diào)放行要求，民航航班正常運行的有了基本的保障，但另一方面管理體系問題和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與西方民航大國比較起來，還有許多的有待提升的空間，新技術(shù)的應(yīng)用方面還需更多改變，以適應(yīng)民航快速發(fā)展的新的要求。西方國家的民航空中交通管制的現(xiàn)狀，通常是由國家的首都流量管理中心統(tǒng)一管理全國空中民用航班流量，統(tǒng)一進行協(xié)調(diào)和放行，一對一的航班給予特定發(fā)行時間，這其中包括了民用航空航路節(jié)點，飛行雷達終端區(qū)，還有機場地面放行系統(tǒng)。保證了航空空域得到優(yōu)化，減少地面航班的延誤情況和空中航班的盤旋等待問題，使得經(jīng)濟效益最大化。

二、流量管理基本特征

民航空空中交通流量管制室為了使空域最大的使用，充分的利用空域和民用航路資源，使得民用航空飛行器在同一時間和空域得到優(yōu)化調(diào)配，滿足民用航空用戶的需求和空域的容量相配和，以求供求相平衡，達到最優(yōu)化的空域利用，并且能讓民航使用用戶的經(jīng)濟效益最大化，符合公平公開的原則。民用航空空中交通流量管理通常需要根據(jù)以下影響因素來統(tǒng)一管理空中交通流量，通常應(yīng)包括空域的可用情況和組成的結(jié)構(gòu)，民用航空空域可利用資源，包括了航空航路，航路之間的交叉口，機場分布，飛行氣象數(shù)據(jù)，航空情報信息，飛行計劃的預(yù)先預(yù)判，統(tǒng)一考慮以上因素，做出相應(yīng)的最優(yōu)化空中交通流量管理決策。流量管理數(shù)學(xué)模型當(dāng)中的時間和空間分兩類介紹。1.將民用航空空中交通流量管理按時間的先后順序可以分為先期，前期，實施三個階段：（1）民用航空航班飛行前期空中交通流量管理，（2）民用航空航班飛行前空中交通流量管理（3）民用航空航班具體實施時空中交通流量管理交或動態(tài)空中交通流量管理，調(diào)整飛機的飛行方向，角度，速度，高度來滿足空中流量有序的控制和管理，這是管制員實時發(fā)布相應(yīng)管制口令，達到控制流量的方法[2]，2.從民用航空空中交通流量管理的空間上劃分，從空間上可以按照飛機所在的位置，機場區(qū)域，包括終端區(qū)以及航路區(qū)域部分?？罩薪煌髁抗芾碇饕幸韵聨追N方法：（1）民用飛機在機場地面延遲起飛等待的方法；（2）轉(zhuǎn)化為其他地點的策略；（3）在民用飛機即將進入交叉點和區(qū)域的適當(dāng)時間調(diào)整飛機飛行的速度和方向；（4）維持飛機有利的飛行高度和航線延伸，讓民用航空航空空中延誤，減少延誤；（5）調(diào)整民用航空航路，航線交匯點的飛機循環(huán)進入率；（6）民航飛行路徑計算：因為空間航路存在許多影響因素，并且這些因素需要提前預(yù)判；（7）民用航空機場終端區(qū)的最佳分類方法：最佳的分類方法是合理的區(qū)域不同，數(shù)學(xué)模型的時間差，科學(xué)有序的安排飛機，減少不必要的延誤損失。民用航空空中交通流量管理是是依據(jù)理論基礎(chǔ)作為交通流量決方案，主要理論基礎(chǔ)是由運行規(guī)劃理論，數(shù)學(xué)模型大系統(tǒng)理論，數(shù)學(xué)當(dāng)中的概率的相關(guān)理論。 ATFM的工作過程可劃分為五個階段：（1）預(yù)測系統(tǒng)容量容納能力和民航用戶的需求量；（2）計算未來可能會發(fā)生擁堵區(qū)域和航路交匯點；（3）解決可能的擁堵情況按照數(shù)學(xué)模型提出解決方案；（4）延誤損失最小的模型方案；（5）使用最好的方案，緩解交通流量擁堵。

三、終端區(qū)流量管策略理

交通流量管理的原則是提前對進出終端區(qū)域民用航空飛機排序在我們處理沒有航空終端區(qū)交通流量管理的方法中一個較重要的一個方法，民用航空航班正常率在民航現(xiàn)階段是一個比較熱門的話題，而我們的方法就是為了減少航班延誤提高航班正常率科學(xué)有序的安排航班排序，避免民用航班相互影響造成延誤，提高航班正常率，合理的安排航班起飛和降落次序。數(shù)學(xué)模型算法，有相關(guān)排序算法如下：（1）先來先服務(wù)相關(guān)算法（2）定位偏移算法（3）改進先到先服務(wù)算法（4）時間推進（時間）算法，優(yōu)化前后保障架次對比，采用以上優(yōu)化方案優(yōu)化后，終端區(qū)的容量比優(yōu)化前增加6.9%。隨著終端區(qū)運行效率提升的同時，3類負荷狀態(tài)出現(xiàn)時間有所提高，但其并非連續(xù)出現(xiàn)，對管制員工作壓力增加有限，仍在合理范圍之內(nèi)。

結(jié)束語：機場終端區(qū)空中交通流量是整個流量控制中的一個重要節(jié)點，為了減少航班延誤，提高航班正常率，也是空中交通前期流量管理的重要組成部分。終端區(qū)民航空中交通流量影響因素跟航路航線的容量及機場有關(guān)，因此，航路航線的利用率和空域資源，科學(xué)高效提高終端區(qū)交通流量，增加空中交通流量，提高航班正常率。