引言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，航空運輸進入了高速發(fā)展階段。航空運輸?shù)母咚侔l(fā)展使國內(nèi)現(xiàn)行空中交通流量管理系統(tǒng)發(fā)展滯后的問題逐漸顯現(xiàn)出來。在我國民航空管“十二五”規(guī)劃中，已經(jīng)正式將空中交通流量管理系統(tǒng)列入建設項目之中。因此，在充分調(diào)研國內(nèi)外現(xiàn)有流量管理系統(tǒng)的功能及狀況的基礎上,對空中交通流量管理系統(tǒng)效果評估指標進行研究，對于建設我國自己的空中交通流量管理系統(tǒng)具有很大的參考價值。同時,國內(nèi)對于空中交通流量管理系統(tǒng)的需求將會隨著航空運輸?shù)陌l(fā)展顯得越來越迫切。本文結(jié)合我國實際，并借鑒了國外相關的先進經(jīng)驗，對比我國空中交通流量管理系統(tǒng)，分析了其現(xiàn)狀及存在的問題，歸納出我國空中交通流量管理效果的各個指標，以期完善我國空中交通流量管理系統(tǒng)，從而實現(xiàn)優(yōu)化流量，提高空域利用率的目標。

1空中交通流量管理系統(tǒng)現(xiàn)狀

空中交通流量管理系統(tǒng)的概念產(chǎn)生于20世紀70年代，是在航空運輸事業(yè)迅猛發(fā)展致使空中交通管制系統(tǒng)不能適應航空運輸需求的情況下，首先由美國等航空發(fā)達國家提出的。系統(tǒng)最初是為了緩解局部航運阻塞而設計和開發(fā)的專用系統(tǒng)，狀況與我國現(xiàn)在相似。經(jīng)過80年代、90年代和本世紀初幾年來的發(fā)展，已經(jīng)成為空中交通管理系統(tǒng)中必不可少的重要組成部分。我國空中交通流量與國際上航空大國相比相差甚遠，同時，我國的空中交通管制技術手段也比較落后，為了全部實現(xiàn)雷達管制，在北京、上海、廣州等國際機場，往往出現(xiàn)因飛機在某一時間和地段過于集中的情況，需要采取流量控制手段，以疏散空中交通量。目前，我國空中交通流量管理系統(tǒng)存在的主要問題:一是缺乏專門的空中交通流量管理機構(gòu)；二是實施流量管理的自動化程序不高；三是管理規(guī)章需要進一步健全。

2建立空中交通流量管理系統(tǒng)效果評估指標的意義

建立空中交通流量管理系統(tǒng)效果評估指標能夠?qū)罩薪煌髁抗芾硐到y(tǒng)進行全面的認識和有效的評估，使運營主管部門了解自己的優(yōu)勢和劣勢，從而有的放矢地加以改進。在我國，目前國內(nèi)的空中交通快速發(fā)展，但空中交通流量管理的研究卻十分不足和薄弱，空中交通流量管理系統(tǒng)面臨著重大挑戰(zhàn)。針對上述存在的各種問題和弊端，有必要設置有關空中交通流量管理系統(tǒng)效果的評估指標，對評估指標進行空中交通流量管理系統(tǒng)效果進行綜合評價，這對于提高空中交通流量，減少航班延誤，與國際順利接軌等，都具有重要的意義。

3流量管理系統(tǒng)效果評估指標分析

評價一個空中交通流量管理系統(tǒng)是否“高效”，就是看該系統(tǒng)能否在最小的交通生產(chǎn)資源投入的情況下，最大程度地實現(xiàn)其管理效果。雖然空中交通流量管理的評價內(nèi)容涉及很多方面，但從空中交通流量管理系統(tǒng)的發(fā)展看，該系統(tǒng)應當具有以下基本的評價標準：

第一是最小交通需求標準。通過科學的空中交通布局和規(guī)劃，使得維持空中交通與空域管理所需的交通需求最小(或較小)。

第二是最佳服務標準。空中交通流量管理系統(tǒng)(包括管理制度)能夠使各種交通需求得到最大限度的滿足。

第三是最小環(huán)境影響標準。即空中交通環(huán)境對人的生存環(huán)境和活動的影響和干擾最小(或較小)。

3.1交通需求評估指標

使用交通需求這一指標對空中交通流量管理系統(tǒng)進行評估，能夠?qū)ξ磥砜罩薪煌髁抗芾硐到y(tǒng)進行需求預測，而需求預測是系統(tǒng)在規(guī)劃過程中確定所需設施及其規(guī)模和時間的必要環(huán)節(jié)，也是在評價資金收入和回收及進行成本-效益分析所必需的依據(jù)之一。同時，評估交通需求可以為空管單位的戰(zhàn)略流量管理以及航空公司的運營管理提供數(shù)據(jù)參考，從而達到提高整體服務水平及經(jīng)濟效益的目的。所以，用交通需求來評估空中交通流量管理系統(tǒng)的效果是非常有戰(zhàn)略意義的。

圖1所示為歐洲實施流量管理機構(gòu)中央流量管理單元(CentralFlowManagementUnit，CFMU)的日常交通量。

圖1CFMU日常交通量

從圖1可以看出，年平均交通量總體成上升趨勢，而月平均在下半年成下降趨勢。一月中交通最繁忙是每月中旬，一年中最繁忙是6月末，9月初，其峰值也會因地區(qū)不同而變化。年平均交通增長率為5%?6%,平均季變化率約為17%。根據(jù)這些統(tǒng)計可以為交通需求預測提供依據(jù)，特別是在繁忙時間，可以科學地根據(jù)交通需求增加航班架次。根據(jù)上述統(tǒng)計,預測交通需求，為航空公司制定航班計劃以及戰(zhàn)略流量管理提供數(shù)據(jù)參考。

3.2航班延誤評估指標

航班延誤是指在班期時刻表公布的離站時間后15分鐘(北京、上海、廣州、深圳25分鐘)之內(nèi)仍未起飛的航班，或者是在班期時刻公布的到達時間未打開艙門的航班。影響航班延誤的主要因素有以下幾種：

航空承運人原因?qū)е碌暮桨嘌诱`；

飛機執(zhí)行的上一航班晚到導致的航班延誤；

安檢原因?qū)е碌暮桨嘌诱`；

國家航空體系原因?qū)е碌暮桨嘌诱`；

惡劣天氣原因?qū)е碌暮桨嘌诱`。

表1所列是美國FAA對2010年1—6月份全美范圍內(nèi)航班延誤狀況的簡要統(tǒng)計。從中可以看出，除了由于航空公司自身原因(例如機票超售、飛機運力調(diào)配、飛機機械故障等)造成航班延誤外，惡劣天氣原因、國家航空體系(NAS)中存在的問題、安檢因素、飛機所執(zhí)行的上一航班延遲抵達等因素均是導致航班延誤的重要原因。就嚴重程度而言，NAS中所存在的諸多問題更是導致航班延誤的首要因素。這表明，航班延誤的解決方案屬于“一攬子方案”，需要綜合地加以解決。

表12010年1—6月份美國主要航空公司航班延誤情況

航空延誤的重要原因之一就是現(xiàn)有的基礎設施(如機場跑道、候機樓等設施）的增長速度大大落后于運輸量的快速增長。世界主要機場航班延誤日趨嚴重的背景之一即是航空公司對機場設施的需求接近或超過機場自身的容量。

在導致航班延誤的幾種主要原因中，惡劣天氣原因所導致的延誤難以避免，而由于飛機執(zhí)行的上一個航班延遲抵達所導致的延誤并不能單獨構(gòu)成一種原因。安檢原因所占比重不大，而且在美國“911”事件后，航空安全考慮凸顯的情況下,也難以通過降低安檢流程或標準的方式來減少航班延誤。

這樣，減少航班延誤的努力主要集中在減少航空公司自身原因和整個航空體系中存在問題所導致的延誤。前者可以通過促使航空公司改善其經(jīng)營管理來減除，而后者則需要航空公司間以及航空公司與機場、空管等機構(gòu)間更為順暢的協(xié)調(diào)機制加以解決。因此，解決航班延誤，一方面要促使航空公司主動地采取措施來減少航班延誤；另一方面，要有效提高各方的協(xié)調(diào)性，以系統(tǒng)地解決整個航空體系中存在的問題。其主要方法是：

（1）需要將經(jīng)濟、法律手段作為一種主要的方式來使用，但其使用過程中，不僅要考慮一些制度性因素的影響，還需要注重技術上的支持（如航班延誤性質(zhì)和程度的界定）;

（2）在市場化的大背景之下，結(jié)合民航業(yè)自身的經(jīng)營特點和中國民航業(yè)特定發(fā)展階段的特點，同時考慮到機場多是屬于公共產(chǎn)品的定位，行政手段的應用仍具有一定的使用空間；

（3）此外，還應借助其他的一系列配套措施（如建立完善的信息系統(tǒng)、通過擴建或修建第二機場來提高繁忙的機場容量、改進現(xiàn)有工作流程等）改善航班運營的整體環(huán)境，從長遠的角度減少航班延誤現(xiàn)象的發(fā)生。

3.3機場容量評估指標

機場容量評估是空中交通流量管理的關鍵技術之一，跑道容量是決定機場容量最為重要的因素。在機場容量的評估過程中，跑道作為機場中最容易形成瓶頸的子系統(tǒng)，往往決定了整個機場的容量水平。

機場容量是指機場處理一定交通（需求）業(yè)務量的能力。也即機場系統(tǒng)各項設施在一定時間段（通常為1h，也可為1年或1天）通過不同運輸對象（飛機、旅客、貨物等）的最大能力，稱為容量或最大容量。

3.3.1容量與延誤關系

為實現(xiàn)最大容量，必須對該設施連續(xù)不斷地供應均衡的運輸對象。由于運輸要求的變化和波動，實際上很難達到這一點，因此，在運輸需求量接近極限容量時，運輸對象必然會因等待通過而出現(xiàn)延誤。需求量越接近最大容量，平均延誤時間越大。延誤造成經(jīng)濟損失，延誤多少也反映了服務水平和服務質(zhì)量。依據(jù)某個可接受的服務水平，也即某個相應的可容許的平均延誤時間所確定的容量，稱作實際容量。圖2所示是容量與延誤的關系曲線。

圖 2 容量與延誤的關系

由圖2可知，延誤不是僅僅發(fā)生在容量極限時的一種現(xiàn)象。一些延誤在機場遠沒有達到容量極限之前就已經(jīng)出現(xiàn)，并且隨著需求的增長，延誤呈指數(shù)增長。

容量是不能超越的一個極限，否則運行將受到限制。在流量管理時考慮機場容量限制，意味著在一個連續(xù)的時間段內(nèi)進入系統(tǒng)接受服務的飛機數(shù)量，必須要小于系統(tǒng)在這個時間段可以提供的服務數(shù)量。這樣考慮問題的方式比較符合空域使用的實際情況?？沼蛸Y源和人力資源的使用應盡量匹配,否則會造成空域資源和人力資源的浪費。

不同機場的跑道數(shù)量、跑道構(gòu)型以及跑道的功能都大不相同。有的小型機場只有一條單一的跑道,有的機場跑道相互平行,而且還有的機場存在著跑道相互交叉的情況。在功能上，有的跑道只用于起飛,有的只用于降落,而有的跑道可以混合使用。跑道的構(gòu)型及其功能也直接影響了跑道的容量限制，從而也影響了機場的容量限制。

3.3.2計算方法

假如定義r為系統(tǒng)在從放行第一架飛機到放行第二架飛機之間所需要的時間，C為r的平均值。

式中，C為每種飛機與前面一種飛機進入終端區(qū)的時間間隔,Pj為這樣的飛機對在整個飛機流中出現(xiàn)的概率。這樣，其客觀容量C可以用下式來求解：

3.3.3容量指標的作用

空中交通容量的估計對空中交通流量管理系統(tǒng)具有非常重要的作用。一方面，飛行流量的快速增加，現(xiàn)有空域容量的嚴重不足，再加上導航設施及技術水平的落后，空中交通的瓶頸現(xiàn)象已變得十分嚴重?？展懿块T實施的流量控制已難以解決航班的大量延誤，因此，基于系統(tǒng)全局優(yōu)化的空中交通流量管理(AirTrafficFlowManagement，ATFM)方法日益得到了重視。而空中交通容量的研究是流量管理的基礎和前提，因此,對空中交通容量的研究就顯得十分必要。另一方面，這也是空中交通管制主管部門制訂有關空管規(guī)章，合理計劃與布局空管保障系統(tǒng)設備，優(yōu)化配置管制席位和空域規(guī)劃的依據(jù)之一。因此，對管制區(qū)的容量問題的研究在理論和實際應用方面均具有重要的意義。

4結(jié)語

空中交通流量管理是空中交通管理的重要組成部分，它對保障空中交通的安全、減少飛機延誤等待的時間、減少飛行沖突、增大空中交通容量以及實現(xiàn)空中交通資源的高效利用等都有著非常重要的作用。本文根據(jù)空中交通流量管理系統(tǒng)及與其相關系統(tǒng)(如航空運輸生產(chǎn)系統(tǒng)等)的特點，選取了交通需求、航班延誤、機場容量等三個評估指標，分別從含義、統(tǒng)計方法、計算方法、解決方案及意義等不同角度進行了重點分析和研究，并且進行了空中交通流量管理系統(tǒng)效果評估指標的研究。這對于我們科學客觀地評價我國空中交通流量管理體系，對于空中交通流量管理系統(tǒng)的現(xiàn)代化建設，對于我國空中交通流量管理事業(yè)的發(fā)展，推動民航事業(yè)的發(fā)展等都具有十分重要的意義。

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