淺談尾隨間隔策略

朱雅峰

摘 要：隨著我國民航運輸業(yè)迅猛發(fā)展，空中交通體量和規(guī)模日益壯大，逼仄有限的空域下，不斷增長的飛行需求與變化相對遲滯的空中交通綜合服務能力的矛盾日益突出。尾隨間隔管理作為現(xiàn)在各地區(qū)空管部門流量管理中最常用的方法之一，在解決短時機場或空域擁擠問題方面有較好的應用價值。然而在當前全國級流量管理系統(tǒng)未投入使用之前，實施尾隨間隔策略往往有很大的隨意性，缺乏必要的科學支撐。本文首先介紹了尾隨間隔的相關概念，接著指出尾隨間隔策略應用中的優(yōu)缺點，最后為尾隨間隔策略優(yōu)化提供方向。

關鍵詞：空中交通流量管理;尾隨間隔;接收率;滑動窗口算法

1 尾隨間隔的基本概念及分類

1.1 尾隨間隔的基本概念

尾隨間隔是一種戰(zhàn)術流量管理方法，是指機場、扇區(qū)或者航路預計或者已經流量超出容量時，為實現(xiàn)容流匹配，要求通過某一航路點前往機場或進入所涉扇區(qū)的航班保持指定的距離或時間間隔。

根據計量方式的不同，尾隨間隔可分為兩類：距離間隔（Miles-in-Trail，MIT）和時間間隔（Minutes-in-Trail，MINIT）。尾隨距離間隔（MIT）是滿足特定限制的前后相關航空器之間所需要的距離間隔（公里），主要用于實現(xiàn)對機場、定位點、扇區(qū)或者航路交通流的間隔分離。尾隨時間間隔（MINIT）是指前后相關航空器之間的時間間隔（分鐘），可用于非雷達管制環(huán)境下，也常用于較大間隔情況下使用，如航空器繞飛危險天氣，使用距離間隔來表征相應限制信息有困難時，一般可以采用時間間隔來描述。上述兩者之間可以按照航空器的平均速度進行轉換，本文為討論方便，統(tǒng)一采用尾隨距離間隔（MIT）論述。

1.2 尾隨間隔的分類

根據影響的范圍和作用時長的不同，可以將MIT分為CMIT和FMIT。

CMIT（MIT for Air Traffic Controller），通過雷達引導、空中等待等方式執(zhí)行的尾隨間隔，是指航班超量的持續(xù)時間較短，管制運行部門通過雷達引導、空中等待等管制調配手段即可實現(xiàn)機場或空域單元的容流平衡，不需要航空器在起飛機場進行額外的地面等待。CMIT限制主要被管制員用于臨時空中調配航班的一種流控手段，歐洲對尾隨間隔的使用主要屬于該類別。

2 尾隨間隔策略優(yōu)點和局限

2.1 尾隨間隔運行的優(yōu)點

尾隨間隔MIT作為我國民航空管單位最常用的流量管理方法，可以預見在全國流量管理系統(tǒng)建成并投用初期很長一段時間將繼續(xù)存在。雖然現(xiàn)有地區(qū)級流量管理體系內部已有自身的CDM系統(tǒng)，且在一定范圍內實現(xiàn)了協(xié)同統(tǒng)一放行，但在跨區(qū)域流量限制還沒有實現(xiàn)聯(lián)網運行的今天，跨區(qū)域限制還是以尾隨間隔限制為主要手段。

從傳播特點上看，該策略自然傳播，且傳播力強，可以跨越管制區(qū)，跨越地區(qū)甚至國家傳播，如廣州與香港、臺北之間的流量限制或者廣州收到來自于越南或者日韓、外蒙古的相關流量限制。

從實施效果來看，該策略時效性強，不需要提前制定尾隨間隔值的大小，且限制發(fā)出后效果立竿見影，當航班計劃不明確或者對航班量預測不準確，尤其是當其他流量控制措施力度不足或者效果不佳時，尾隨間隔限制的實施可立解燃眉之急。

從所需支持工具來看，該策略對決策支持工具要求不高，流量領班主任通常根據經驗便可發(fā)布，僅通過電話通知便可實施，在某些流量預測工具支持力度不大或者協(xié)同設備落后的情況下，實施難度不大。

2.2 尾隨間隔運行的缺點和面臨的問題

尾隨間隔雖然被廣泛使用，但同時也是被人長期詬病的流量管理措施，尤其是在流量精細化管理要求越來越高的今天，其在運行過程中的缺點越來越凸顯。尾隨間隔策略的局限性主要集中在以下幾點：

一是尾隨間隔策略的自身局限性。尾隨間隔的限制是固定的，如果需要快速調整限制以提高流控效率，固定的尾隨間隔限制很難按比例增大（當前方傳遞時）或者整合（當流量限制合并/分開時），更難根據尾隨間隔限制來精確時間。例如，如果想將前60分鐘內10分鐘的尾隨間隔限制調整為前20分鐘時間片MIT值10分鐘，中間20分鐘時間片MIT值5分鐘，后30分鐘時間片MIT值15分鐘這樣更有效率的限制，需要在溝通協(xié)調和監(jiān)控上花費很大精力。

二是尾隨間隔策略的不公平性。從實際運行來看，流量管理部門更傾向于對大型機場的進出港繁忙流量發(fā)布限制，因為這樣效果快，針對性強。但如此一來，這樣的限制不能保證來自不同機場的流量都能實施較為均等的延誤。例如，當珠三角天氣較差時，對所有飛往廣州的航班很容易實施限制，而落地珠海的航班往往較少控制;同時，大城市飛往廣州的航班更容易被控制。同樣的，由于空中交通管制中心直接管制本場航班，延誤本場飛機比延誤空中飛機更便于控制，當空中流量飽和時，延誤本場航班自然變?yōu)槭走x。另外，當對進港航班有限制時，從最近機場離港的航班卻必須等很長一段時間，因為通常來自更遠機場的航班和飛越的飛機已經處于飽和狀態(tài)，所以離落地機場最近起飛的航班會被不公平地實施延誤策略。

三是尾隨間隔策略的隨意性較大。由于尾隨間隔策略對信息的要求不高，對自動化系統(tǒng)的依賴不大，尤其是離港放行計算，多依靠經驗值，如飛機性能特點、速度和風的影響則被粗略計算，這樣導致精確性不可控，效率降低，延誤增加。

四是尾隨間隔放行不能有效規(guī)避空中沖突。如果飛行沖突存在多匯聚于一點的情況，尾隨間隔技術不能有效測量各方向的流量，正是這種不確定性，當飛行流量有序性較差，在匯聚點多架航空器重疊的情況出現(xiàn)時，往往給管制員帶來較大的調配難度。這種情況在面對多個方向的大流量時，均勻分布每個方向的飛行流量以使到達最終匯聚點自然有序變得更有挑戰(zhàn)性。

五是尾隨間隔策略協(xié)同性不夠，兩個不同的管制單位有可能會對兩條不同流量制定限制策略。這樣，如果兩個不同的管制單位獨立發(fā)布限制會導致過度保護扇區(qū)容量帶來不必要的延誤。這就是常說的“間隔套間隔”的情況。如此，缺乏統(tǒng)一調度和深度協(xié)調，在實施尾隨間隔控制時，出現(xiàn)管制部門之間相互制約、相互影響的現(xiàn)象便不可避免。

六是尾隨間隔策略的事后評估難以實施。由于現(xiàn)存多種放行方法，廣州出港的航班很難確定是放行MIT限制的作用效果還是中南CDM統(tǒng)一放行的作用效果，因此實施后的效果難以有效評估，同時也缺乏對策略的預先分析評估方法以及優(yōu)化方法，規(guī)范性不足。

3 尾隨間隔策略的優(yōu)化方向

經過前一節(jié)分析，目前中南地區(qū)主動發(fā)布的尾隨間隔限制以軍事活動和天氣原因居多，且都是在軍事活動或者天氣情況下，導致空域受限，容量下降觸發(fā)的限制，同時，對外單位發(fā)布限制主要是實施尾隨間隔方式發(fā)布。因此，在軍事活動和雷雨天氣影響下，如何以容量為依據，發(fā)布合適的尾隨間隔限制很有必要探討。

通過對尾隨間隔策略的優(yōu)劣性的研究，尾隨間隔存在很大的局限性，其公平性、隨意性和協(xié)同性不足的問題更是該策略需要優(yōu)化提高的方向。因此，如何對尾隨間隔策略進行建模分析以及基于雷雨和其他空域用戶活動等動態(tài)的運行環(huán)境進行優(yōu)化調整，都需要在后續(xù)的研究過程中進行分析，并以此指導實際流量管理工作。

4 總結

本文主要研究了尾隨間隔在中南地區(qū)的應用。基于對中南地區(qū)尾隨間隔策略的使用情況進行統(tǒng)計分析，利用統(tǒng)計數據，對尾隨間隔策略優(yōu)缺點進行了研究，在此基礎上，明確了尾隨間隔策略的優(yōu)化方向，為后續(xù)的研究奠定了基礎。

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