協(xié)同決策在空中交通流量管理中的應(yīng)用探討

李舒洋

摘 要：協(xié)同決策在空中交通流量管理中的應(yīng)用，能顯著提高航空運(yùn)輸容量、安全和效率，保障我國(guó)民航業(yè)的長(zhǎng)期穩(wěn)定、繁榮與和諧發(fā)展。本文分析了協(xié)同決策在空中交通流量管理中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：協(xié)同決策;空中交通;流量管理

中圖分類號(hào)：V355.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

協(xié)同決策對(duì)所有空管運(yùn)營(yíng)工作都十分重要，特別是在交通流量高、惡劣天氣條件和流量管制延遲的情況下，可減少航班延誤及延遲頻率，減輕空管人員的工作量，提高工作效率;改善空域和機(jī)場(chǎng)資源利用率，增強(qiáng)民航部門(mén)的支持力度，確保我國(guó)民航業(yè)快速發(fā)展。

1 空中交通流量管理含義

空中交通流量管理作為空中交通管理的主要內(nèi)容，其承擔(dān)著保證空中交通安全的責(zé)任，它主要是借助飛行時(shí)間和順序及相關(guān)影響因素的調(diào)整，以此促進(jìn)空域容量滿足流量的需求，從而使空中交通保持長(zhǎng)期、有序的流通。

對(duì)空中交通流量管理而言，在實(shí)際工作中，主要是對(duì)某一特定的空域情況展開(kāi)監(jiān)管與疏導(dǎo)，通過(guò)分析采取適合的對(duì)策，以此保證空中交通服務(wù)的高效性與通暢性，同時(shí)也能防止飛行事故的出現(xiàn)。根據(jù)管理實(shí)踐可分為兩個(gè)時(shí)期，即戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)流量管理，第一時(shí)期又稱先期流量管理，它主要是管理、協(xié)調(diào)與分析長(zhǎng)時(shí)期的飛行活動(dòng)，通常情況時(shí)間超過(guò)7天，在對(duì)空中交通需求展開(kāi)全面評(píng)估后，以此明確飛行任務(wù)，通過(guò)全方位的協(xié)調(diào)與分析，制定適合的飛行方案，以此防止飛行問(wèn)題的出現(xiàn)，具體的規(guī)劃有空中交通容量、航路分配等方案。第二時(shí)期還可細(xì)化為預(yù)先、實(shí)時(shí)管理，前者是指在飛行活動(dòng)開(kāi)展前，明確與調(diào)整飛行計(jì)劃及相關(guān)活動(dòng)，以此保證空域資源的優(yōu)化配置與合理利用，并促進(jìn)空域容量滿足飛行需求，進(jìn)而使空中交流流量達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，在實(shí)際管理中，主要是借助平臺(tái)發(fā)布飛行、管理等信息實(shí)現(xiàn);后者是指在飛行活動(dòng)中，進(jìn)一步細(xì)化與調(diào)整空域容量及空中交通情況，同時(shí)為飛機(jī)提供具體的路徑與時(shí)隙等。

2 協(xié)同決策的意義

機(jī)場(chǎng)運(yùn)行管理的核心任務(wù)之一是旅客與貨物能按航班計(jì)劃時(shí)刻順利便捷進(jìn)出港，盡最大可能保證機(jī)場(chǎng)運(yùn)行的所有航班安全、正點(diǎn)、高效。而伴隨著空管、航空公司等從機(jī)場(chǎng)分離，有較多關(guān)鍵機(jī)場(chǎng)部門(mén)擁有的航班信息資源卻因種種原因獨(dú)自分散在各自的“孤島”上。而分散的機(jī)場(chǎng)航班信息數(shù)據(jù)，直接導(dǎo)致機(jī)場(chǎng)運(yùn)行管理中不同部門(mén)間相互協(xié)作的效率，對(duì)全場(chǎng)航班數(shù)據(jù)資源整合造成不利影響，也增加了空中交通流量管理難度。而協(xié)同決策（CDM）經(jīng)歐洲多年研究與實(shí)踐，運(yùn)用航空管理中的相關(guān)數(shù)據(jù)作為依據(jù)，結(jié)合相關(guān)管理規(guī)定，以實(shí)現(xiàn)合理安排航空航班相關(guān)信息。其設(shè)計(jì)思想及實(shí)現(xiàn)思路均較務(wù)實(shí)、可行，對(duì)國(guó)內(nèi)信息化建設(shè)有極大的參考意義。通過(guò)在空中交通流量管理中運(yùn)用協(xié)同決策，可提高機(jī)場(chǎng)和航空公司等公司間的協(xié)調(diào)能力，提高航空公司各部門(mén)間的綜合管理水平，促進(jìn)各公司間、公司各部門(mén)間協(xié)調(diào)與溝通，進(jìn)一步提升空中交通流量管理，對(duì)促進(jìn)空中交通安全具有重要的作用。

3 空中交通流量管理方法

空中交通流量的管理方法通常分為兩類，即空域容量管理和空中交通流量管理?？沼蛉萘抗芾韨?cè)重于地面，比如機(jī)場(chǎng)和跑道通過(guò)對(duì)地面的管理達(dá)到對(duì)空中飛行區(qū)域結(jié)構(gòu)的控制和完善。但問(wèn)題是這種方法涉及到的內(nèi)容多，因此協(xié)調(diào)起來(lái)不僅周期長(zhǎng)，而且難度大。后者因直接對(duì)飛機(jī)的起落時(shí)間和航線進(jìn)行調(diào)整管理，因此可行性高，能較好的實(shí)現(xiàn)流量調(diào)整目的，后一種方法應(yīng)用較為廣泛。

4 空中交通流量管理的關(guān)鍵技術(shù)

（1）增強(qiáng)型交通管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是美國(guó)當(dāng)前所使用的空中交通流量管理系統(tǒng)，主要是在流量控制專家的分析和研究基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的。其可在全國(guó)范圍內(nèi)對(duì)飛行流量范圍和空域系統(tǒng)容量進(jìn)行調(diào)控和平衡。系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)交換、協(xié)同決策、流量分析、動(dòng)態(tài)監(jiān)控與顯示等幾部分模塊。數(shù)據(jù)交換功能可支持管理部門(mén)和具體執(zhí)行飛行任務(wù)的航空公司之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換與傳輸，可實(shí)現(xiàn)空中交通流量狀態(tài)的實(shí)時(shí)共享;協(xié)同決策功能則是允許各單位或部門(mén)間對(duì)具體的流量管理方法和內(nèi)容進(jìn)行協(xié)商和聯(lián)系;流量分析則是定期對(duì)管理空域范圍內(nèi)的飛行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估;其他功能還包括流量監(jiān)控與顯示、地面延誤控制、調(diào)度執(zhí)行等。

（2）協(xié)調(diào)管制技術(shù)。在空中交通流量管理過(guò)程中，應(yīng)用終端雷達(dá)管制自動(dòng)化控制技術(shù)，構(gòu)建了關(guān)于空中交通情況的模型，并為實(shí)際工作提供了最優(yōu)的決策方案，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了對(duì)飛行間隔、飛行航路及飛機(jī)降落等內(nèi)容的咨詢，進(jìn)而利于飛行航路協(xié)調(diào)管制工作的開(kāi)展;在管理過(guò)程中，借助協(xié)同航路調(diào)節(jié)技術(shù)，此技術(shù)在歷史數(shù)據(jù)、現(xiàn)有監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的支持下，結(jié)合飛行計(jì)劃信息，有效處理了空域航路中的各種問(wèn)題，如航路擁擠度、備選航路及改航影響等，從而使空域容量滿足空中交通流量需求。

（3）全空域及機(jī)場(chǎng)建模。與終端雷達(dá)管制自動(dòng)化控制技術(shù)有些類似，不過(guò)建模的目標(biāo)是機(jī)場(chǎng)而不是空中交通?？蓪?duì)機(jī)場(chǎng)的整體容量（跑道、滑行道、停機(jī)位、航路的容量）及路徑分配、沖突預(yù)測(cè)等進(jìn)行計(jì)算建模，并給出解決方案。管理部門(mén)可用此對(duì)管理效能進(jìn)行改進(jìn)、優(yōu)化，設(shè)計(jì)出能使空域、底面容量更大的方案，協(xié)助優(yōu)化空中交通流量決策。

（4）航班規(guī)劃及數(shù)據(jù)管理。在空中交通流量管理過(guò)程中，為保證管理質(zhì)量，需制定適合的航班規(guī)劃，尤其面對(duì)復(fù)雜環(huán)境的空域，其管理難度大，此時(shí)需對(duì)航班規(guī)劃進(jìn)行及時(shí)校正與微調(diào)，從而保證各項(xiàng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與完整性。在數(shù)據(jù)管理過(guò)程中，主要應(yīng)用的技術(shù)有數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)與信息管理技術(shù)等，在各技術(shù)作用下，航班規(guī)劃將獲得可靠的數(shù)據(jù)，進(jìn)而利于其存儲(chǔ)與更新。

5 空中交通流量管理現(xiàn)狀

（1）空中交通流量管理在交通運(yùn)輸業(yè)中的應(yīng)用?？罩薪煌ü苤圃诮煌ㄟ\(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用，主要著眼于航空領(lǐng)域人們的需求，有利于航空運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，也可促使客機(jī)客觀上改善航空管理，促進(jìn)航空運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展。由于受空中交通管理的影響，航空及空中交通管理還不足以阻礙航空業(yè)的有效發(fā)展。針對(duì)航空部門(mén)現(xiàn)狀，傳統(tǒng)的管理方式已不能滿足航空部門(mén)有效發(fā)展的需求。

（2）空中交通流量管理受天氣因素的影響。近年來(lái)，科技的發(fā)展為各個(gè)先進(jìn)設(shè)備的產(chǎn)生提供了可能與技術(shù)支撐，越來(lái)越多像現(xiàn)代導(dǎo)航儀器這樣的新設(shè)備被廣泛應(yīng)用到空中交通領(lǐng)域中，為人們的生活和物質(zhì)產(chǎn)生活動(dòng)提供便利與服務(wù)。然而，該類新設(shè)備的運(yùn)行極易受如臺(tái)風(fēng)、暴雷等天氣因素的影響，進(jìn)而對(duì)航班的時(shí)刻分布產(chǎn)生嚴(yán)重干擾，從而加劇了空中交通流量管理的難度。

（3）空中交通流量管理結(jié)構(gòu)的發(fā)展。隨著航空部門(mén)的發(fā)展，空中交通管制結(jié)構(gòu)的發(fā)展受到阻礙，交通管理結(jié)構(gòu)的發(fā)展也不夠完善。因此，缺乏合理有效的空中交通管理措施，不利于空管工作的科學(xué)發(fā)展，也制約了航空業(yè)的穩(wěn)定運(yùn)行。

6 協(xié)同決策在空中交通流量管理的應(yīng)用

（1）促進(jìn)協(xié)同決策管理的完善。為了充分發(fā)揮聯(lián)合決策在空中交通管制中的應(yīng)用效果，最好將聯(lián)合決策的實(shí)際應(yīng)用與當(dāng)前航空管理水平相結(jié)合，提高聯(lián)合決策水平。為了改進(jìn)協(xié)同決策管理水平，有必要結(jié)合新的業(yè)務(wù)模型來(lái)引導(dǎo)創(chuàng)新，完善協(xié)同決策模型。

（2）促進(jìn)協(xié)同技術(shù)的完善發(fā)展。為了使協(xié)同決策充分適用于空中交通管制，必須將其正確地傳遞到地面航空運(yùn)輸系統(tǒng)中，為航線的安全運(yùn)行提供保障，加強(qiáng)地面提示技術(shù)的和諧建設(shè)。在地面觀測(cè)平臺(tái)系統(tǒng)的綜合開(kāi)發(fā)下，連接交通信息科學(xué)評(píng)估控制及交通管理系統(tǒng)，保持可靠的處理，必須制定機(jī)場(chǎng)實(shí)際容量及地下處理的適當(dāng)措施，確?？罩薪煌ù胧┑膶?shí)施，為協(xié)同決策的完美發(fā)展作出貢獻(xiàn)，結(jié)合空中交通管理制度科學(xué)解決航空問(wèn)題，結(jié)合區(qū)域內(nèi)天氣因素、航空系統(tǒng)及相關(guān)數(shù)據(jù)處理，推動(dòng)協(xié)同決策的發(fā)展，并制定管理措施，實(shí)現(xiàn)空中交通管理體系的必要性與科學(xué)性發(fā)展。

（3）推動(dòng)協(xié)同管理體系的完善。為了全面實(shí)施通用空管決策過(guò)程，需對(duì)航空信息系統(tǒng)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)空管系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。為了建立一個(gè)理想的空中交通管制系統(tǒng)，必須結(jié)合空中交通信息，合理分析天氣狀況等相關(guān)信息，全面建立空中交通信息管理系統(tǒng)，適當(dāng)降低空中交通管理的復(fù)雜性。此外，利用FAA管制系統(tǒng)，結(jié)合航空信息管理系統(tǒng)，科學(xué)分析氣象要素，確認(rèn)航班的完整信息，妥善處理與地面行動(dòng)與飛行運(yùn)行有關(guān)的突發(fā)事件，確?？罩薪煌ò踩?。

7 協(xié)同決策在空中交通管制工作中應(yīng)用的進(jìn)一步探索

CDM系統(tǒng)實(shí)施以來(lái)，在很大程度上解決了空中交通管制、航空公司與機(jī)場(chǎng)之間的信息交換、航班時(shí)刻表的準(zhǔn)確性等問(wèn)題，減少了飛機(jī)延遲對(duì)航空公司與旅客的影響。然而，CDM系統(tǒng)的最初期望并未實(shí)現(xiàn)，也未跟上中國(guó)民航業(yè)的發(fā)展速度?，F(xiàn)行的CDM忽略了飛機(jī)在飛行中的運(yùn)行狀態(tài)，只考慮了可能出現(xiàn)的流量控制、機(jī)場(chǎng)放行、航空公司等問(wèn)題。當(dāng)飛機(jī)飛行時(shí)，它可能受到兩個(gè)主要因素的影響：航線的天氣與空中管制員的管制指揮。在大多數(shù)情況下，天氣是影響航班航行的主要因素，特別是春夏兩季，經(jīng)常出現(xiàn)大范圍的雷電暴雨天氣，此時(shí)，需探索廣闊的區(qū)域，避免出現(xiàn)惡劣天氣現(xiàn)象，因天氣惡劣時(shí)飛行距離可能在幾十公里到幾百公里之間，這會(huì)造成飛機(jī)延遲幾分鐘或幾十分鐘?？罩薪煌ü芾韱T的空中交通指揮影響力相對(duì)較小，通常需幾分鐘的機(jī)動(dòng)飛行時(shí)間來(lái)改善間隔調(diào)配。然而，無(wú)論飛機(jī)延遲時(shí)間的原因如何，都會(huì)影響空中交通和CDM放行時(shí)間的準(zhǔn)確性。CDM放行時(shí)間的原則是某些路點(diǎn)需與發(fā)布的流量管理間隔保持一致。若CDM放行的航班在路上被延遲，在到達(dá)預(yù)定航點(diǎn)所需的時(shí)間將出現(xiàn)誤差，在嚴(yán)重情況下，可能存在幾架飛機(jī)同時(shí)出發(fā)的現(xiàn)象。在這種情況下，必須命令飛機(jī)等待以達(dá)到預(yù)設(shè)間隔，這將增加空中交通管理人員的壓力，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致?lián)矶卢F(xiàn)象，并剝奪CDM的價(jià)值與重要性。因此，必須不斷完善CDM的參數(shù)與功能，在CDM數(shù)據(jù)中加入實(shí)時(shí)飛行數(shù)據(jù)，根據(jù)航班飛過(guò)每個(gè)航點(diǎn)的飛行時(shí)間對(duì)飛行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控管理，然后根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)調(diào)整未出發(fā)航班的預(yù)計(jì)起飛時(shí)間，以提高CDM放行時(shí)間的準(zhǔn)確性，減少飛機(jī)的飛行延遲時(shí)間，不僅可降低飛機(jī)的運(yùn)行成本，還可降低空管人員的工作壓力，提供安全余度及空間使用利用率。

8 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，空中交通流量也隨之不斷增加，空中交通管理的難度也不斷遞增。而將協(xié)同決策應(yīng)用于空中交通流量管理，不僅能提高空中交通安全性和時(shí)效性，而且對(duì)協(xié)調(diào)空中交通的運(yùn)輸量具有積極作用。

參考文獻(xiàn)：

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[2]李敬原.協(xié)同決策在空中交通流量管理中的應(yīng)用探討[J].信息通信，2019（7）：261-262.