探討終端區(qū)交通流量管理和研究

陳雨

摘 ?要：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(jī)在空中飛行，由于航班數(shù)量的增加，需要對(duì)航班之間協(xié)調(diào)管理，也就是空中交通的流量管理?？罩薪煌髁抗芾砟軉⒌絻?yōu)化空中交通管制服務(wù)。ATFM是指為了實(shí)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(duì)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(dòng)，增加空中航路利用效率。

關(guān)鍵詞：終端區(qū);流量管理;容量

引言：

我國(guó)民用航空業(yè)規(guī)模隨著改革開(kāi)放的腳步的擴(kuò)大，近些年的民用航空快速發(fā)展，民用航班起降架次每年增長(zhǎng)率大約在百分之十幾。此外，中國(guó)的民用航班主要集中在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)機(jī)場(chǎng)和相關(guān)空中交通管制地帶，像是在華東地區(qū)、華北地區(qū)、和中南地區(qū)?，F(xiàn)在，這些地區(qū)相關(guān)機(jī)場(chǎng)日均起降民航航班數(shù)量都接近機(jī)場(chǎng)的飽和航班運(yùn)行數(shù)量，造成這些機(jī)場(chǎng)和地區(qū)嚴(yán)重的空中交通排隊(duì)，航班大量的盤旋等待，現(xiàn)場(chǎng)放行推遲。航班流量的過(guò)多帶來(lái)管理成本的增加，影響飛行安全，所以合理有序的管理空中流量跟航班安全息息相關(guān)。我們運(yùn)用了許多算法，比如先進(jìn)先得等排序算法，在相關(guān)機(jī)場(chǎng)終端區(qū)運(yùn)用數(shù)學(xué)模型的算法，提供增加機(jī)場(chǎng)容量和空中流量的方法和措施。

一、空中交通流量管理現(xiàn)狀及發(fā)展

經(jīng)過(guò)幾十年的建設(shè)，我國(guó)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(guó)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(yùn)行的有了基本的保障，但另一方面管理體系問(wèn)題和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與西方民航大國(guó)比較起來(lái)，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(guó)家的民航空中交通管制的現(xiàn)狀，通常是由國(guó)家的首都流量管理中心統(tǒng)一管理全國(guó)空中民用航班流量，統(tǒng)一進(jìn)行協(xié)調(diào)和放行，一對(duì)一的航班給予特定發(fā)行時(shí)間，這其中包括了民用航空航路節(jié)點(diǎn)，飛行雷達(dá)終端區(qū)，還有機(jī)場(chǎng)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(wèn)題，使得經(jīng)濟(jì)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(shí)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(dá)到最優(yōu)化的空域利用，并且能讓民航使用用戶的經(jīng)濟(jì)效益最大化，符合公平公開(kāi)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(lái)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(jī)場(chǎng)分布，飛行氣象數(shù)據(jù)，航空情報(bào)信息，飛行計(jì)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(shí)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(shí)間的先后順序可以分為先期，前期，實(shí)施三個(gè)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(shí)施時(shí)空中交通流量管理交或動(dòng)態(tài)空中交通流量管理，調(diào)整飛機(jī)的飛行方向，角度，速度，高度來(lái)滿足空中流量有序的控制和管理，這是管制員實(shí)時(shí)發(fā)布相應(yīng)管制口令，達(dá)到控制流量的方法，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(jī)所在的位置，機(jī)場(chǎng)區(qū)域，包括終端區(qū)以及航路區(qū)域部分。空中交通流量管理主要有以下幾種方法：（1）民用飛機(jī)在機(jī)場(chǎng)地面延遲起飛等待的方法：（2）轉(zhuǎn)化為其他地點(diǎn)的策略：（3）在民用飛機(jī)即將進(jìn)入交叉點(diǎn)和區(qū)域的適當(dāng)時(shí)間調(diào)整飛機(jī)飛行的速度和方向：（4）維持飛機(jī)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(diǎn)的飛機(jī)循環(huán)進(jìn)入率;（6）民航飛行路徑計(jì)算：因?yàn)榭臻g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(jī)場(chǎng)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(shí)間差，科學(xué)有序的安排飛機(jī)，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(yùn)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(guò)程可劃分為五個(gè)階段：（1）預(yù)測(cè)系統(tǒng)容量容納能力和民航用戶的需求量：（2）計(jì)算未來(lái)可能會(huì)發(fā)生擁堵區(qū)域和航路交匯點(diǎn);（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(duì)進(jìn)出終端區(qū)域民用航空飛機(jī)排序在我們處理沒(méi)有航空終端區(qū)交通流量管理的方法中一個(gè)較重要的一個(gè)方法，民用航空航班正常率在民航現(xiàn)階段是一個(gè)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(lái)先服務(wù)相關(guān)算法（2）定位偏移算法（3）改進(jìn)先到先服務(wù)算法（4）時(shí)間推進(jìn)（時(shí)間）算法，優(yōu)化前后保障架次對(duì)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(yùn)行效率提升的同時(shí)，3類負(fù)荷狀態(tài)出現(xiàn)時(shí)間有所提高，但其并非連續(xù)出現(xiàn)，對(duì)管制員工作壓力增加有限，仍在合理范圍之內(nèi)。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，機(jī)場(chǎng)終端區(qū)空中交通流量是整個(gè)流量控制中的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，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(jī)場(chǎng)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。

參考文獻(xiàn)

[1] ?陳朋德.空中交通流短期流量管理的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)流模型[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，40（11）：114-118.

[2] ?李露.空中交通流量控制及管理[D].西安：西北工業(yè)大學(xué)，2015.