關(guān)于復(fù)雜機(jī)場終端區(qū)空域資源配置―點(diǎn)融合技術(shù)研究

解 靜

中國民用航空華東空中交通管理局浙江空管分局 浙江 杭州 311207

引言

對于繁忙的空域，管制員經(jīng)常使用雷達(dá)作為引導(dǎo)航空器方向的一種方式，盡管使用雷達(dá)引導(dǎo)可以實(shí)現(xiàn)靈活高效，但與此同時(shí)也給管制員帶來較大的工作負(fù)荷、造成無線電通信頻道堵塞，這些對于航空器的運(yùn)行效率、安全都產(chǎn)生負(fù)面影響。

因此本次研究中點(diǎn)融合技術(shù)為基礎(chǔ)，同時(shí)結(jié)合相關(guān)儀表平行進(jìn)近解決現(xiàn)階段杭州蕭山機(jī)場存在的終端區(qū)域資源配置與民航排序問題。

使用該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)民航系統(tǒng)化的進(jìn)場排序，有效解決大流量情況下不同方向進(jìn)場航班沖突調(diào)配、排序的問題。

1 點(diǎn)融合程序的結(jié)構(gòu)與運(yùn)行過程

1.1 點(diǎn)融合排序弧 點(diǎn)融合程序巧妙的利用到圓弧上方任一點(diǎn)到圓心距離相等的原理設(shè)計(jì)出一種具有近似弧形的內(nèi)、外排序邊的飛行程序，同時(shí)在相關(guān)儀表平行進(jìn)近的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對進(jìn)場航空器航跡的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對雷達(dá)工作量的簡化，提升管制運(yùn)行的效率、安全性。兩條排序邊處于平行狀態(tài)，進(jìn)場交通流的方向呈現(xiàn)相反，同一排序邊到融合點(diǎn)的距離是相等的，通過調(diào)整速度可以有效控制航空器之間的水平間隔，對于不同的排序邊考慮使用垂直間隔以確保航空器飛行的安全性。[1]

對間距相等的距離標(biāo)記線進(jìn)行考察以后可以非常直觀的確定位于前后兩部航空器的縱向間隔，此時(shí)管制員可以直接向航空器發(fā)送起飛指令同時(shí)控制好位于排序弧上的實(shí)際飛行距離與時(shí)間，最終實(shí)現(xiàn)對航空器飛行間隔的準(zhǔn)確控制。[2]

1.2 使用點(diǎn)融合技術(shù)的前提條件

(1)必須要有雷達(dá)管制，實(shí)現(xiàn)對飛行態(tài)勢的實(shí)時(shí)監(jiān)控，把握好航空器的飛行高度、速度、方向、位置等一系列參數(shù)；

(2)對于執(zhí)行執(zhí)行PM程序的航空器的飛行管理系統(tǒng)需要具備橫向引導(dǎo)功能；

(3)航空器飛行空域需要設(shè)計(jì)、公布對應(yīng)的PM程序，同時(shí)程序的實(shí)施不會受到天氣、空軍戰(zhàn)斗機(jī)活動等因素的影響；

(4)確保精密區(qū)域?qū)Ш郊夹g(shù)所需要的一系列導(dǎo)航關(guān)鍵設(shè)備都處于正常運(yùn)行狀態(tài)；

(5)經(jīng)過系統(tǒng)培訓(xùn)以后的管制員、飛行員可以熟練的使用PM程序。

1.3 點(diǎn)融合技術(shù)的使用方法

(1)預(yù)排序:根據(jù)即將進(jìn)入點(diǎn)融合系統(tǒng)排序邊飛機(jī)的位置，管制員可以確定大致的順序，同時(shí)對進(jìn)入點(diǎn)融合系統(tǒng)的飛機(jī)一系列參數(shù)進(jìn)行檢查，包括飛行的高度、速度、時(shí)間間隔等等。[3]

(2)排序:飛行員駕駛飛機(jī)位于點(diǎn)融合系統(tǒng)內(nèi)外排序邊緣水平、勻速的飛行，此時(shí)管制員需要密切關(guān)注飛機(jī)飛行的態(tài)勢，以飛機(jī)距離標(biāo)記線作為參考明確飛機(jī)之間的縱向間隔。當(dāng)前后飛機(jī)均滿足規(guī)定間隔要求時(shí)，此時(shí)管制員可發(fā)出直飛指令，接到指令后，飛行員駕駛飛機(jī)轉(zhuǎn)彎直飛融合點(diǎn)，最終實(shí)現(xiàn)飛機(jī)進(jìn)場航班排序以及機(jī)場終端區(qū)域的資源配置；

(3)保持次序:通過速度調(diào)整指令，管制員可以確保飛機(jī)之間的縱向間隔，與此同時(shí)向飛機(jī)發(fā)送下降高度的指令，或者是進(jìn)入到連續(xù)下降的運(yùn)行程序，此時(shí)飛行員響應(yīng)高度、速度調(diào)整指令，最終可以使飛機(jī)在確保飛行序列以及指定高度的情況下通過融合點(diǎn)。

2 相關(guān)儀表平行進(jìn)近

相關(guān)平行進(jìn)近模式指相鄰跑道儀表著陸系統(tǒng)上進(jìn)近航空器需要依照規(guī)定的雷達(dá)時(shí)間間隔進(jìn)行配備，位于平行跑道的同時(shí)使儀表著陸系統(tǒng)開始進(jìn)近運(yùn)行模式。

經(jīng)過分析后可以發(fā)現(xiàn)，雙跑道落地航空器間需要的間隔越小，有時(shí)甚至不需要配備雷達(dá)間隔，由此增加空中流量，在單位時(shí)間內(nèi)會容納更多的航空器，不足的是，伴隨時(shí)間間隔的接近，從而造成風(fēng)險(xiǎn)增加，如以下特殊情況:

(1)飛機(jī)間隔過近、航空器出現(xiàn)故障、地面能見度不足、遇到風(fēng)切變；

(2)當(dāng)出現(xiàn)上述情況時(shí)，極有可能導(dǎo)致航空器出現(xiàn)危險(xiǎn)接近。

綜上分析，在設(shè)計(jì)杭州蕭山機(jī)場時(shí)，規(guī)定雙跑道只有在滿足足夠距離的情況下才可以啟用相關(guān)的運(yùn)行模式:雙跑道中線間距≥915m的情況下，航空器將被允許以相關(guān)儀表平行進(jìn)近模式運(yùn)行。

使用相關(guān)儀表平行進(jìn)近可以使航空器在單位時(shí)間內(nèi)具有更大的容留提升空間，但從理論的角度出發(fā)可以達(dá)到單跑道容量的兩倍，待一系列安全問題得到解決以后，間隔上只需要兩架航空器始終保持2海里的斜距即可，同跑道航空器間隔設(shè)計(jì)以單跑道進(jìn)近的間隔為基準(zhǔn)。通過實(shí)際工作看來，使用雙跑道至少可以增加50%―75%的容量，當(dāng)然在一定程度上也取決于具體的流量，總之，使用相關(guān)儀表平行進(jìn)近可以提升航空器流量，對于機(jī)場終端區(qū)域資源配置也具有積極意義。

3 設(shè)計(jì)點(diǎn)融合程序

3.1 空域狀況 就杭州蕭山機(jī)場進(jìn)行研究，對使用點(diǎn)融合技術(shù)是否可以有效解決面對大流量情況下進(jìn)場航班排序以及資源合理配置的問題，使機(jī)場終端空域運(yùn)行效率、安全性得到有效提升。

蕭山機(jī)場終端區(qū)域存在的指揮難點(diǎn)如下:

(1)機(jī)場終端區(qū)域具有較小的管轄范圍，涵蓋進(jìn)場、離場航路共6條，用于間隔調(diào)配的時(shí)間、空間均有限；

(2)機(jī)場終端區(qū)域內(nèi)部具有較大的航班流量，對于進(jìn)場、離場的飛機(jī)容易產(chǎn)生飛行高度，其中進(jìn)場航空器容易因?yàn)槔走_(dá)出現(xiàn)交叉匯聚沖突，具有較大的突破調(diào)配難度；

3.2 點(diǎn)融合程序管制模擬驗(yàn)證 點(diǎn)融合程序與現(xiàn)行程序存在的差別在于雷達(dá)引導(dǎo)、高度、速度，可以發(fā)現(xiàn)，雷達(dá)引導(dǎo)的次數(shù)大幅度減少，相對應(yīng)的速度、高度指令變化次數(shù)小幅度減少，而直飛指令發(fā)布的次數(shù)基本持平。

在實(shí)際的管制工作當(dāng)中，還關(guān)系到飛機(jī)飛行參數(shù)的變化，因此飛行員需要簡要復(fù)誦管制指令，做到重要指令落實(shí)平均時(shí)間與管制員發(fā)出指令平均時(shí)間加上飛行員復(fù)誦指令的平均時(shí)間總和，計(jì)算出雷達(dá)管制指令平均時(shí)間，可以看出與一線的雷達(dá)管制工作并無差異。

4 結(jié)論

經(jīng)過本次研究表明，使用點(diǎn)融合技術(shù)可以有效規(guī)劃民航機(jī)場跑道，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對機(jī)場終端區(qū)域資源合理配置，在杭州蕭山機(jī)場當(dāng)中應(yīng)用具有可行性。