空管自動化技術(shù)發(fā)展研究

令狐鑫

摘? ?要：近年來，空管自動化技術(shù)在我國航空交通管制工作中所發(fā)揮的作用愈發(fā)突顯，尤其是其在保障飛機(jī)安全飛行和開發(fā)空域?qū)用娴膽?yīng)用優(yōu)勢，已經(jīng)足以證明該技術(shù)的研究價值。對此，文章圍繞空中交通管制工作，通過分析空管自動化技術(shù)發(fā)展過程，詳細(xì)闡述了該技術(shù)的發(fā)展趨勢和發(fā)展路徑，旨在給予相關(guān)技術(shù)人員可行的幫助，并以此促進(jìn)我國航空交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展。

關(guān)鍵詞：空管自動化;技術(shù)發(fā)展;發(fā)展過程;發(fā)展趨勢;發(fā)展路徑

在長期空管發(fā)展過程，空管自動化系統(tǒng)作為一個以局域網(wǎng)為連接的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，不僅能夠有效實現(xiàn)包括通信、氣象、導(dǎo)航、管制在內(nèi)各項空管工作的有機(jī)融合，同時也可從根本上減輕空中交通管制人員的工作壓力，有利于降低空中交通事故發(fā)生率，并在保障飛機(jī)正常安全飛行的基礎(chǔ)上提升空域的整體利用率。因此，從目前來看，空管自動化技術(shù)作為空管領(lǐng)域的主要研究內(nèi)容，符合空管工作的發(fā)展需求，需要人們給予足夠重視。

1? ? 空中交通管制系統(tǒng)的發(fā)展歷史和發(fā)展現(xiàn)狀

1.1? 第一代空中交通管制系統(tǒng)

第一代空中交通管制系統(tǒng)誕生于第二次世界大戰(zhàn)之前，其中，為避免飛機(jī)飛行過程中出現(xiàn)碰撞，空管人員往往借助低頻導(dǎo)航站引導(dǎo)飛行員，同時再結(jié)合固定的飛行時間以及固定的飛行間隔，能夠在一定程度上發(fā)揮空管的基本效果。但是，由于第一代空中交通管制系統(tǒng)應(yīng)用下空管工作人員主要扮演飛機(jī)飛行的通信員以及領(lǐng)航員，因此并不能就飛機(jī)的動態(tài)飛行軌跡進(jìn)行實時監(jiān)測，整體管控效果較差，只適用于飛機(jī)較少的飛行情況。

1.2? 第二代空中交通管制系統(tǒng)

在第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后，基于軍事領(lǐng)域雷達(dá)技術(shù)的快速發(fā)展以及航路導(dǎo)航系統(tǒng)的逐步構(gòu)成，第二代空中交通管制系統(tǒng)誕生。其中，對于該階段的空中交通管制工作來說，空管人員已經(jīng)能夠借助雷達(dá)系統(tǒng)掌握飛機(jī)動態(tài)軌跡，不僅可有效避免飛機(jī)出現(xiàn)相撞問題，同時也能夠以較小的飛機(jī)間距實現(xiàn)空域的充分利用。但是，第二代空中交通管制系統(tǒng)對空管人員的專業(yè)性要求較高，一旦空管人員出現(xiàn)失誤，同樣也會導(dǎo)致空中交通事故。

1.3? 第三代空中交通管制系統(tǒng)

進(jìn)入20世紀(jì)60年代后，依托于計算機(jī)技術(shù)以及通信技術(shù)的廣泛發(fā)展，以雷達(dá)為核心的半自動化空管系統(tǒng)逐漸構(gòu)成，這使得該階段空管人員的較高工作壓力得以減輕，不僅提升了空中交通管制工作的工作效率，同時也能夠使空管人員更加專注飛機(jī)飛行指揮，有助于保障飛機(jī)的安全飛行。但是，從實際來看，該系統(tǒng)仍對空管人員具有較高依賴，因此伴隨著空中流量的不斷提升，空管工作同樣也會面臨較大難度。

1.4? 空中交通管制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

從目前來看，集雷達(dá)系統(tǒng)、空管自動化系統(tǒng)、高頻通信系統(tǒng)為一體的空中交通管制技術(shù)體系已經(jīng)構(gòu)成，而對于現(xiàn)階段空管工作來說，空管自動化系統(tǒng)是整個空管系統(tǒng)的核心基礎(chǔ)，不僅能夠就多種雷達(dá)信號進(jìn)行綜合處理，同時也將有效實現(xiàn)雷達(dá)信號與飛機(jī)動態(tài)的實時關(guān)聯(lián)，有助于確保包括飛機(jī)具體方位、高度以及飛行方向在內(nèi)等方面空管內(nèi)容的精準(zhǔn)管控，并以此保障飛機(jī)的飛行安全。

2? ? 我國空中交通管制系統(tǒng)的發(fā)展過程

2.1? 新中國成立初期

在新中國成立初期，我國民航事業(yè)仍處于起步發(fā)展階段，而為了有效保障我國國際地位，國家在國際環(huán)境影響下以軍航為基礎(chǔ)構(gòu)建了空管系統(tǒng)。其中，該階段空管工作多以無線電聯(lián)絡(luò)和電話協(xié)調(diào)為主要手段，不僅管控效果較差，同時技術(shù)含量也降低，這一方面與我國當(dāng)時所處的國際環(huán)境有關(guān)，另一方面也受到技術(shù)環(huán)境和科研資金等多方面限制。

2.2? 萌芽階段

進(jìn)入20世紀(jì)70年代，雖然歐美國家空管技術(shù)得到了十分顯著的發(fā)展，但由于我國正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展困難時期，使得空管系統(tǒng)進(jìn)入了較為緩慢的發(fā)展階段，尤其是國際環(huán)境的嚴(yán)重封閉，使得空管領(lǐng)域的技術(shù)交流相對缺乏，進(jìn)而在很大程度上阻礙了空中交通管制工作的創(chuàng)新發(fā)展。

2.3? 改革開放初期

自1978年我國正式推行改革開放政策后，民航事業(yè)逐步得到了較為顯著的發(fā)展，在此背景下，傳統(tǒng)空管機(jī)制已經(jīng)不再適用，取而代之的則是更加強(qiáng)調(diào)半自動化空管系統(tǒng)的空管模式，而為了滿足空管工作的切實需求，一大批由我國民航公司自主培養(yǎng)的空管人員逐漸走上工作崗位，不僅空管人員的工作職責(zé)更加明確，同時也使得發(fā)展多年的空管機(jī)制得到了進(jìn)一步的優(yōu)化和創(chuàng)新。

2.4? 發(fā)展階段

進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，我國空管工作逐漸步入跨越式發(fā)展階段，尤其是雷達(dá)技術(shù)以及自動化空管系統(tǒng)的逐漸推廣，使得空管人員真正從單一的聯(lián)絡(luò)員轉(zhuǎn)變?yōu)榱讼到y(tǒng)信息的監(jiān)督者和掌控者。再加上空管人才培養(yǎng)渠道的日益拓寬，使得計算機(jī)能力更強(qiáng)的新一批空管人員逐步取代老一輩空管人員，不僅顯著促進(jìn)了空管系統(tǒng)的創(chuàng)新發(fā)展，同時也使得空管工作的整體效率和質(zhì)量得到了進(jìn)一步的提升。

2.5? 發(fā)展現(xiàn)狀

從目前來看，基于國家政策扶持力度的顯著提升，我國民航事業(yè)已經(jīng)較以往得到了較大幅度的發(fā)展和進(jìn)步。其中，我國每年航班架次增長率均高于15%，且民航運輸機(jī)隊每年都會增加超150架的飛機(jī)，這使得民航交通規(guī)模顯著擴(kuò)大，不僅有利于進(jìn)一步提升我國空域利用率，同時也將促進(jìn)整個民航事業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展，并為我國14億人口帶來更加便捷的空中交通服務(wù)。

3? ? 空管自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及特點

3.1? 空管自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

從目前來看，針對我國空中交通管制工作，空管自動化技術(shù)已經(jīng)得到了較為廣泛的發(fā)展，而由于現(xiàn)行空管系統(tǒng)主要以多雷達(dá)信號處理和融合為核心技術(shù)，使得雷達(dá)系統(tǒng)以及航空電報仍是空管自動化系統(tǒng)的主要信息來源。其中，現(xiàn)有自動化系統(tǒng)主要包括多雷達(dá)處理器、顯示處理終端、飛行計劃處理器以及飛行計劃顯示終端等多個部件，且為了保障飛機(jī)飛行信息的監(jiān)測準(zhǔn)確性，廣播式自動相關(guān)監(jiān)視（Automatic Dependent Surveillance - Broadcast，ADS-B）以及氣象雷達(dá)技術(shù)在空管自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用同樣十分關(guān)鍵。

3.2? 空管自動化技術(shù)發(fā)展特點

針對現(xiàn)行我國空管自動化技術(shù)，其一，該技術(shù)能夠就復(fù)雜的空管監(jiān)測信息進(jìn)行實時處理，可在很大程度上保障飛行目標(biāo)的自動化追蹤;其二，該技術(shù)監(jiān)測范圍相對較大，能夠就包括民航、軍機(jī)在內(nèi)的各類航空設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測;其三，該技術(shù)可隨時與飛機(jī)進(jìn)行溝通，能夠在飛機(jī)遇到危險之前及時給予其最準(zhǔn)確的預(yù)警，有助于確保飛機(jī)事故的最小化發(fā)生;其四，該技術(shù)使用自動飛行流量調(diào)控，能夠使有限的系統(tǒng)資源得到最大限度的合理應(yīng)用;其五，該技術(shù)能夠在空管人員下達(dá)空管指令后實時就飛機(jī)飛行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，一旦飛機(jī)飛行軌跡發(fā)生變化，會立即通知空管部門并以此降低空管人員的工作壓力。

4? ? 空管自動化技術(shù)發(fā)展趨勢

從目前我國空管自動化技術(shù)發(fā)展情況來看，交互性以及多邊性是該技術(shù)的主要發(fā)展趨勢，尤其是在多信息源的逐漸構(gòu)成下，包括多點定位監(jiān)視、基于性能的（Performance Based Navigation，PBN）導(dǎo)航在內(nèi)的全新技術(shù)理念將于空管自動化系統(tǒng)中得到進(jìn)一步的應(yīng)用，不僅有助于促進(jìn)空管人員間的溝通協(xié)作，同時也能借助良好的交互機(jī)制降低多方的通話次數(shù)，有助于從根本上規(guī)避各種因人為指令錯誤所致的空管問題。

5? ? 結(jié)語

文章基于空管自動化技術(shù)，詳細(xì)闡述了國內(nèi)外空管自動化系統(tǒng)的發(fā)展路徑和發(fā)展現(xiàn)狀。其中，針對空管自動化技術(shù)在空管工作中的重要價值，只有進(jìn)一步提升空管人員專業(yè)素質(zhì)，并不斷就空管自動化系統(tǒng)進(jìn)行完善，才能有效促進(jìn)我國空中交通管制水平的顯著提升，才能確保民航事業(yè)的蓬勃發(fā)展。

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