引言

以市場(chǎng)為導(dǎo)向的改革在最近的20年里使我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)了幾近兩位數(shù)的增長(zhǎng)，并使得我國(guó)民航運(yùn)輸業(yè)得到了迅猛的發(fā)展。我國(guó)空中交通流量與國(guó)際上航空大國(guó)相比相差甚遠(yuǎn)，再加上一些飛行繁忙區(qū)域的空域規(guī)劃有待進(jìn)一步改進(jìn)，針對(duì)在我國(guó)東部地區(qū)和北京、上海、廣州等國(guó)際機(jī)場(chǎng)以及一些較繁忙的航線上，出現(xiàn)因飛機(jī)在某一時(shí)間和地段過(guò)于集中的情況，需要采取流量控制手段，以疏散空中交通流量。目前，我國(guó)還未建立專(zhuān)門(mén)的空中交通流量管理機(jī)構(gòu)，而代之行使流量管理職能的是各級(jí)空中交通管制單位。

1流量管理的定義和目的

圖1所示是我國(guó)現(xiàn)行的空中交通流量管理機(jī)構(gòu)示意圖。實(shí)際上，空中交通流量管理（AirTrafficFlowmanagement，ATFM）是指科學(xué)地安排空中交通量，使得空中交通管制系統(tǒng)中總的交通量與其容量相適應(yīng)。所謂空中交通流量，就是單位時(shí)間和空間范圍內(nèi)航空器飛行的數(shù)量。空中交通流量管理的主要作用是監(jiān)視一定范圍內(nèi)的空中交通狀態(tài)，進(jìn)行交通流量的預(yù)測(cè)和管理，防止特定航線、區(qū)域或扇區(qū)的流量過(guò)分集中，以求增大整個(gè)航空管制區(qū)的處理容量，減少空中和地面飛機(jī)的延誤，防止空中交通管理系統(tǒng)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，保證空中交通的安全和暢通。ATFM的目的主要是為了安全而有效地使用現(xiàn)有的空域、ATC的服務(wù)和機(jī)場(chǎng)能力，并且給飛行員提供及時(shí)、精確的信息以規(guī)劃和實(shí)施一種經(jīng)濟(jì)的空中運(yùn)輸，以盡可能準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)飛行情報(bào)而減少延誤。

盡管流量管理是民航運(yùn)輸發(fā)展的正?，F(xiàn)象，但其對(duì)民航運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展還是有一定的制約。因此，流量管理有其兩面性。我們對(duì)待流量管理不能一味排斥，也不能掉以輕心。實(shí)施流量管理在我國(guó)還屬于初始階段，隨著航空運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，這種情況會(huì)日趨加重。因此，我們要認(rèn)真對(duì)待，采取積極有效措施，使其起到促進(jìn)、保證航空運(yùn)輸事業(yè)持續(xù)、快速、健康發(fā)展的作用。

2區(qū)域?qū)Ш降膽?yīng)用

區(qū)域?qū)Ш剑≧NAV）是一種導(dǎo)航方法，它涉及到航路結(jié)構(gòu)和空域環(huán)境。傳統(tǒng)的無(wú)線電導(dǎo)航方法的航路結(jié)構(gòu)固系在地面電臺(tái)連線上，區(qū)域?qū)Ш絼t不受此限制，因而空域環(huán)境不同，ATC管制上也不同。這種新的導(dǎo)航實(shí)施方法與傳統(tǒng)的導(dǎo)航方法的區(qū)別在于航線結(jié)構(gòu)：傳統(tǒng)導(dǎo)航方法的航線和導(dǎo)航臺(tái)連線在一起，不能脫離這些導(dǎo)航之間的連線，只能實(shí)現(xiàn)逐臺(tái)飛行;區(qū)域?qū)Ш皆试S在管制區(qū)域內(nèi)脫離電臺(tái)連線，在相對(duì)固定的區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)逐點(diǎn)飛行、跳點(diǎn)穿插，甚至實(shí)現(xiàn)出發(fā)點(diǎn)和到達(dá)點(diǎn)之間的直飛，易于建立臨時(shí)繞飛、平行偏飛、等待航線等，可以縮短航程和提高空域利用率。

區(qū)域?qū)Ш胶铰?線)的建立和使用是新航行系統(tǒng)中的導(dǎo)航方式發(fā)展的必然趨勢(shì)，它的應(yīng)用最直接帶來(lái)的效益是可以建立更為便捷的航線，縮短飛行距離和飛行時(shí)間，節(jié)約燃油及飛行運(yùn)營(yíng)成本；允許建立平行或雙線航路，提高空域的利用率和交通流量；為偏遠(yuǎn)地區(qū)、海洋地區(qū)受地理環(huán)境限制的而無(wú)法建立地面導(dǎo)航設(shè)備的空域中建立更多的航線及臨時(shí)偶用航線；另一方面從空域的使用上也體現(xiàn)出了利用率的提高，增加了絕對(duì)飛行流量，由于實(shí)施近、離港航線分流，管制員更易于調(diào)配飛行沖突，更方便地提供空中交通管制服務(wù)。

3協(xié)作機(jī)構(gòu)的一體化

在一個(gè)空域內(nèi)有一家管制指揮是國(guó)家統(tǒng)一管制一體化的一大特征，即航路內(nèi)飛行的所有航空器均由民航負(fù)責(zé)管制指揮；航路夕卜飛行的所有航空器均由軍航管制指揮；航線上飛行的航空器的飛行矛盾由軍民雙方協(xié)商解決，從而實(shí)現(xiàn)了管制指揮一體化。這樣既有利于解決航路內(nèi)外的飛行矛盾，又可解決飛行沖突的時(shí)效性和安全性。

航行管制部門(mén)與航空公司運(yùn)營(yíng)人建立起新的協(xié)作關(guān)系：這種關(guān)系化解了航空公司與航行部門(mén)間的安全信息交流的障礙。航行管制部門(mén)不再單一的是“指揮者”，他們開(kāi)始為各航空公司承擔(dān)簽派代理業(yè)務(wù)，便于飛行人員匯總了解情報(bào)、氣象、通訊等多部門(mén)的信息，統(tǒng)一辦理放行業(yè)務(wù)，減少中間環(huán)節(jié)，使放行手續(xù)更簡(jiǎn)化；航空公司也積極為航管人員提供航線實(shí)習(xí)和模擬機(jī)訓(xùn)練，有助于他們了解各種機(jī)型的特性，方便他們熟悉航線、航路及起落機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行狀況。

4空中交通管理協(xié)同決策系統(tǒng)(CDM)

近年來(lái)，為滿(mǎn)足航班量增長(zhǎng)需求，各繁忙機(jī)場(chǎng)陸續(xù)開(kāi)展二跑道或三跑道的擴(kuò)建工程，機(jī)場(chǎng)容量有所提升，但場(chǎng)面運(yùn)行復(fù)雜程度也相應(yīng)提高，各駐場(chǎng)單位的協(xié)同配合對(duì)運(yùn)行效率至關(guān)重要。隨著流量的持續(xù)增長(zhǎng)，現(xiàn)行的工作模式暴露的問(wèn)題日益突出。

為了緩解航班量需求快速增加，飛行流量與保障能力、空域容量之間的矛盾，旅客長(zhǎng)時(shí)間等待的問(wèn)題，珠三角機(jī)場(chǎng)引進(jìn)了航班運(yùn)行協(xié)同決策系統(tǒng)。建設(shè)航班運(yùn)行協(xié)同決策系統(tǒng),可以整合機(jī)場(chǎng)各運(yùn)行單位有關(guān)航班運(yùn)行的信息資源，實(shí)現(xiàn)預(yù)排序功能，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化航班離港排序，及時(shí)處理與發(fā)布相關(guān)流控信息，提高跑道利用率；優(yōu)化機(jī)場(chǎng)機(jī)動(dòng)區(qū)的地面交通；優(yōu)化航空器推出開(kāi)車(chē)時(shí)間，合理安排旅客登機(jī)時(shí)間，減少航空器開(kāi)車(chē)后地面等待時(shí)間。圖2所示就是一個(gè)終端區(qū)多機(jī)場(chǎng)離場(chǎng)航路排序示意圖。

這種協(xié)同決策系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)CDM(CollaborationDecisionMaking)，是一個(gè)開(kāi)放性的信息采集、融合、共享與預(yù)測(cè)平臺(tái)，該系統(tǒng)由六個(gè)核心元素構(gòu)成：信息交換平臺(tái)、關(guān)鍵事件觸發(fā)事件驅(qū)動(dòng)、可控地面滑行時(shí)間、起飛預(yù)排序、不利情況下的的協(xié)同決策、協(xié)同管理航行數(shù)據(jù)。CDM是通過(guò)更加透明的信息共享，實(shí)現(xiàn)各運(yùn)行保障單位間更加高效的協(xié)同工作機(jī)制。通過(guò)精確跟蹤航班運(yùn)行流程關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)、實(shí)施起飛預(yù)排序。離港排序子系統(tǒng)通過(guò)信息交換平臺(tái)獲取更加精確的目標(biāo)起飛時(shí)間(TargetTakeOffTime)，計(jì)算并輸出計(jì)算起飛時(shí)間(CalculatedTake-offTime)，實(shí)現(xiàn)有計(jì)劃的流量調(diào)配，提高整體空域運(yùn)行效率。

事實(shí)上，CDM并不是獨(dú)立運(yùn)行的。為實(shí)現(xiàn)精確跟蹤航班運(yùn)行流程，協(xié)同決策系統(tǒng)需要從各個(gè)參與單位引接實(shí)時(shí)航班運(yùn)行數(shù)據(jù)；為實(shí)現(xiàn)起飛預(yù)排序，提前給出計(jì)算撤輪擋時(shí)間及計(jì)算起飛時(shí)間，需要離場(chǎng)排序子系統(tǒng)接收空管部門(mén)提交的容量數(shù)據(jù)；針對(duì)我國(guó)空域特點(diǎn)，在繁忙航路、時(shí)段上需要統(tǒng)籌安排多個(gè)匯聚交通加入航路的問(wèn)題，協(xié)同決策系統(tǒng)需要接收航路排序工具發(fā)布的加入航路時(shí)間。CDM與周邊各系統(tǒng)的關(guān)系如圖3所示。

本文以廣州白云機(jī)場(chǎng)為例：廣州白云機(jī)場(chǎng)CDM系統(tǒng)主要包括五個(gè)子系統(tǒng)，航路排序子系統(tǒng)、離場(chǎng)排序子系統(tǒng)、協(xié)同決策信息交換平臺(tái)、電子進(jìn)程單子系統(tǒng)和飛行計(jì)劃信息處理子系統(tǒng)。從開(kāi)始進(jìn)行CDM試運(yùn)行，廣州本場(chǎng)參與實(shí)驗(yàn)運(yùn)行的576個(gè)航班如按系統(tǒng)發(fā)布的關(guān)艙門(mén)時(shí)間提供地面服務(wù)可節(jié)約關(guān)艙門(mén)后地面等待時(shí)間13420min，平均等待時(shí)間可減少23.30min。圖4給出了京廣、滬廣統(tǒng)一放行工作一般原則。

5結(jié)語(yǔ)

空中交通流量管理問(wèn)題是一個(gè)復(fù)雜的、綜合的動(dòng)態(tài)問(wèn)題，而且由于實(shí)際影響因素很多，造成建模上的困難。本文在CDM的基礎(chǔ)上探討了流量管理的問(wèn)題，但是還有很多的問(wèn)題有待研究。如果此系統(tǒng)結(jié)合實(shí)際情況，通過(guò)不斷引進(jìn)新技術(shù)、新設(shè)備、新管制手段，不斷深入挖掘空中交通管制的潛力，充分利用科學(xué)的方法降低管制員的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮小個(gè)體間的技能差異，優(yōu)化區(qū)域、終端和塔臺(tái)等各管制部門(mén)之間的工作流程，就能減少延誤，保證本區(qū)域內(nèi)空中交通的安全暢通。

20211116_61928b563fa8a__空中交通流量管理方法初探