大數(shù)據(jù)技術(shù)在民航空管戰(zhàn)術(shù)流量管理系統(tǒng)的應(yīng)用

韓劍峰

摘? 要：隨著我國航空事業(yè)的快速發(fā)展，飛行流量與保障能力、空域容量之間的矛盾日漸突出。本文分析現(xiàn)狀并提出相應(yīng)的解決方案，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)一套用于民航空管戰(zhàn)術(shù)流量管理的信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠幫助空管決策者在流量管理戰(zhàn)術(shù)階段調(diào)整航班的起飛策略從而平衡空域的流量和容量，避免空中交通擁塞，減少航班地面等待的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)空域資源的有效利用，最終提高空管單位的管制服務(wù)質(zhì)量及航班旅客的出行體驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)挖掘;空管戰(zhàn)術(shù)流量;關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)

中圖分類號(hào)：TP399? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1? ?引言（Introduction）

Abstract：With the rapid development of China's aviation industry，the contradiction between flight flow，support capacity and airspace capacity has become increasingly prominent.This paper analyses the current situation and puts forward corresponding solutions，and realizes an information system for tactical traffic management of civil aviation air traffic control based on big data technology.The system can help air traffic control decision-makers adjust flight takeoff strategy in the tactical stage of traffic management so as to balance airspace traffic and capacity，to avoid air traffic congestion，to reduce flight ground waiting time，to realize effective utilization of airspace resources，and ultimately to improve the quality of air traffic control services as well as flight passenger travel experience.

Keywords：data mining;ATC tactical flow;associated storage

當(dāng)前空中交通管制工作急需解決的問題是，改變目前以人工計(jì)算和管制經(jīng)驗(yàn)發(fā)布流量管制策略的方式，通過信息集成度高、智能化、適應(yīng)復(fù)雜航空運(yùn)行環(huán)境的系統(tǒng)工具分析海量航空運(yùn)行數(shù)據(jù)，提出最符合實(shí)際運(yùn)行情況的流量管制調(diào)整方案[1，2]。

本文研究構(gòu)建一個(gè)基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的空管戰(zhàn)術(shù)流量管理系統(tǒng)，通過采集、計(jì)算、歸類、挖掘等手段在海量數(shù)據(jù)中找到數(shù)據(jù)的價(jià)值，分析當(dāng)前的航空運(yùn)行態(tài)勢(shì)，預(yù)測(cè)未來一段時(shí)間內(nèi)的區(qū)域航空流量，快速實(shí)時(shí)的為用戶提供決策依據(jù)。流量管理用戶通過系統(tǒng)可達(dá)到：平衡空域流量和容量，流量管理將從當(dāng)前的單純調(diào)整航班流量轉(zhuǎn)變成為流量與容量協(xié)同調(diào)整;提供分析決策輔助工具，采用多種分析、預(yù)測(cè)、決策支持工具，輔助工作，避免空中交通擁塞，減少航班地面等待事件，實(shí)現(xiàn)空域資源的有效利用并提高航空旅客的出行滿意度[3，4]。

2? 戰(zhàn)術(shù)流量管理系統(tǒng)的構(gòu)建（Construction of the tactical flow management system）

戰(zhàn)術(shù)流量管理要遵循發(fā)現(xiàn)問題-分析問題-解決問題的科學(xué)思路，首先從時(shí)間和空間上對(duì)已經(jīng)或即將出現(xiàn)的容量與流量的不平衡問題進(jìn)行定位，然后對(duì)產(chǎn)生問題的原因進(jìn)行分析從而制定和實(shí)施相應(yīng)的流量管理策略和措施。在實(shí)施過程中要根據(jù)環(huán)境變化和各方的反饋進(jìn)行不斷的調(diào)整，管理過程結(jié)束后還要進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)分析與總結(jié)[5，6]。因此，空管戰(zhàn)術(shù)流量管理系統(tǒng)應(yīng)具備以下功能：

（1）結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)，預(yù)測(cè)未來一定條件下的空域流量

預(yù)測(cè)空域流量是流量管理系統(tǒng)的核心難點(diǎn)，必須綜合考量各項(xiàng)影響航班飛行軌跡、速度、高度的因素，如航班計(jì)劃航路、航行情報(bào)、氣象、各管制單位發(fā)布的航路限制等。這些因素有的是可以通過固定算法進(jìn)行計(jì)算，有些則無法預(yù)知確切影響范圍和數(shù)值，只能通過大量的數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)積累及數(shù)據(jù)挖掘算法得出最有可能接近實(shí)際量的預(yù)測(cè)數(shù)值，而這些預(yù)測(cè)數(shù)值對(duì)于戰(zhàn)術(shù)流量管制工作至關(guān)重要。

（2）能夠給出解決沖突的調(diào)整策略

戰(zhàn)術(shù)流量管理主要分為起飛前管理方法和飛行中管理方法，本文研究的系統(tǒng)主要是進(jìn)行起飛前管理，其主要管理手段為：地面延誤程序、改變計(jì)劃航路、地面停止、用戶取消和代替航班。

在得到精確未來空域流量之后，系統(tǒng)就能準(zhǔn)確地評(píng)估出空域流量與容量是否沖突，做出合理的戰(zhàn)術(shù)調(diào)整如改變計(jì)劃航路、取消航班等，并準(zhǔn)確地給出地面航班的預(yù)計(jì)起飛時(shí)間。同時(shí)，明確地面航班起飛時(shí)間，減少航班關(guān)艙門等待時(shí)間。同時(shí)對(duì)于在預(yù)測(cè)計(jì)算中超長時(shí)間延誤的航班，給予相關(guān)航空公司取消或調(diào)換航班的建議。

如此，在解決空域沖突的同時(shí)，也給予航空公司和旅客明確的航班計(jì)劃安排。航空公司可以提前進(jìn)行航班內(nèi)部調(diào)整并及時(shí)與旅客溝通，旅客也能獲得最真實(shí)可靠的航班信息調(diào)整自己的出行安排。因此，系統(tǒng)在提高空管管制效率的同時(shí)，也能提高民航其他單位的工作效率，提高旅客的出行滿意度，最終達(dá)到多贏的運(yùn)行效果。

（3） 通過大數(shù)據(jù)積累與挖掘，不斷自學(xué)習(xí)優(yōu)化調(diào)整方案