空中交通協(xié)同流量管理工作模式的分析

蔡杰翱

（中國民用航空華東地區(qū)空中交通管理局，中國 上海200335）

隨著近年來，我國飛行流量的急劇增長，空域資源日趨緊張。2013年，飛機起降架次達到731.5 萬架次，比2008 年增長73.4%。 在高峰期，大型機場起降架次達到飽和。 管制員通常會對空中交通實施流量控制，保證區(qū)域內(nèi)的飛機數(shù)目小于或等于區(qū)域的容量，這便造成了航班延誤。 目前世界上應用較好的流量管理系統(tǒng)分別屬于美國、歐洲和日本，它們的產(chǎn)生和發(fā)展是流量管理系統(tǒng)的典型代表。而在我國，隨著七大區(qū)管中心的逐步建立、縮小垂直間隔的實施、新導航方式的使用，雖極大地對推動了流量管理工作，但目前單方面的流量控制依然顯得被動，已經(jīng)遠遠不能滿足需求，建立一個主動高效可靠完善的空中交通流量管理系統(tǒng)成為解決近遠期飛行流量與飛行容量矛盾的迫切要求。于是，協(xié)同決策（Collaborative Decision Making,CDM）的概念被引入到空中交通流量管理中來。

協(xié)同決策就是讓管制部門、流量管理部門、航空公司、機場和地面代理機構等都加入到了空中交通流量管理的決策中來，通過構建統(tǒng)一的信息網(wǎng)絡平臺，實現(xiàn)運行協(xié)調(diào)和實時信息共享，使民航系統(tǒng)在運營高峰期或惡劣天氣等特殊情況下，最大限度地減少航班延誤，達到資源配置的最優(yōu)化，充分保證空中交通流量管理決策的經(jīng)濟性、公平性、合理性和有效性。協(xié)同流量管理的工作模式是各協(xié)同部門間相關信息數(shù)據(jù)傳遞、處理、反饋的方法，是協(xié)同流量管理工作暢通高效地完成既定目標的保證，同時它也明確了各參與部門的職能與指責。 但是如何制定有效的工作模式支持各方的協(xié)同工作是一個難點。

目前， 新的基于CDM 的空中交通管理模式正在歐美一些國家獲得應用，并取得了很好的效果。 通過協(xié)同決策，科學靈活地配置容量、分配流量， 通過與多個航空公司的需求協(xié)調(diào)合理公平解決航班擁堵，通過多方的信息協(xié)調(diào)和共享避免航班在航路上發(fā)生擁堵，通過加入優(yōu)先級隊列使具有優(yōu)先權的航班免遭延誤，考慮了航空公司的利益。

我國的空中交通流量存在著“東密西疏”的地區(qū)分布不均衡的特點，尤其在惡劣天氣或遇緊急事件下，空域流量的壓力顯得尤為突出。未能充分有效使用相對稀缺的空域資源，空管基礎設施建設上的不完善且地區(qū)發(fā)展不平衡，缺乏一個高級程度的協(xié)作平臺，協(xié)同處理能力薄弱，科研水平和人才水平還不強，很大程度上缺乏自主研發(fā)能力等，成為我國現(xiàn)階段民航空管系統(tǒng)與未來飛行流量發(fā)展之間的矛盾。

總結了歐美國家的經(jīng)驗和運行實踐，參考空管系統(tǒng)管理體制和設施建設，建立以全國流量管理中心為中心，根據(jù)全國機場及空域的容量，協(xié)調(diào)航空公司運營人的需求，制定科學的航班時刻表，在提前1 天時預測全國的空域容量與飛行流量，安排全國范圍的飛行計劃，實時監(jiān)測全國的飛行流量和空域容量變化， 計算和預測可能出現(xiàn)的擁擠，提出相應建議，并協(xié)調(diào)下一級部門實施。批準航班延誤申請，發(fā)布空中交通狀況及其相關信息，處理突發(fā)事件。 依托區(qū)域管制中心的流量管理室，并在區(qū)域管制中心、終端管制中心和重點機場塔臺增設流量管理席位單位增設的流量管理席位， 形成基于工作地點的3 級結構，溝通流暢的組織體系。

流量管理單位在CDM 通信協(xié)調(diào)結構中將為所有決策參與者提供同樣的顯示系統(tǒng)狀態(tài)的環(huán)境，使決策參與者在充分透明的環(huán)境中協(xié)同處理問題，并為所有參與者提供監(jiān)視決策所產(chǎn)生效果的平臺，及時、適當?shù)卣{(diào)整方案，美國專家提出過兩種結構模式。 集中式通信協(xié)調(diào)是通過流量管理中心集合的， 通常涉及國家交通管理問題影響的多個部門。 分散式通信協(xié)調(diào)并不直接涉及流量管理中心，為單一中心的空域或相鄰中心的空域解決本地交通管理。協(xié)同決策的集中式是通過使用串行（即葡萄型）通信網(wǎng)絡，需要通信的數(shù)量被降到最低限度，內(nèi)容也被減少到不可再少的片段，有效地減少了交通管理專家的溝通任務負荷。 通常情況下，流量管理中心打電話給區(qū)域中心告知新的或修訂的空域運行限制， 然后把信息錄入一般信息信息系統(tǒng)和中心聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站。通知終端中心和塔臺這一新的信息，由戰(zhàn)術管制員實施戰(zhàn)術飛行流量管理。 而分散型（網(wǎng)絡狀）需求的通信量將大大增加！ 如果在遇惡劣天氣下改航等情況是， 各方面的信息會以一種爆發(fā)的態(tài)勢實時更新，勢必造成一些小容量小負荷的單位信息飽和，或響應緩慢。 但在涉及地區(qū)級的流量管理協(xié)調(diào)問題上， 一些部門又有了解其他單位的信息，以掌握相關單位的情況、限制或需求，更好的提出自己的需求、意見、策略。 美國在協(xié)同流量管理工作中，專門在各運行部門設立交通管理協(xié)調(diào)員，以作為流量信息接受傳遞和中轉者，他雖然不是最主要的決策者，但他們起到了樞紐作用，并可以綜合了來自各部門的信息提交和信息反饋，又不增加指揮中心的工作負荷。

以往的流量管理工作， 僅僅是考慮空域管理者之間的協(xié)調(diào)通信。而引入了CDM 后，各參與者，尤其是空域使用者，他們將通過建立起一個協(xié)調(diào)的機構直接參與到?jīng)Q策活動中來，在空域管理者的直接對接中實現(xiàn)其利益。歐洲中央流量管理中心通過電文（AFTN 網(wǎng)、SITA 網(wǎng)）、E-MAIL 和電話等手段，采用協(xié)同決策的形式與空中交通管制單位和航空公司進行協(xié)調(diào)，以促進空中交通管制單位適時地改善容量，促進航空公司接受時隙或?qū)π薷臅r隙提出建議，如改變飛行高度層或航路等。

目前，我國建立的CDM 系統(tǒng)正是以控制東部地區(qū)流量為切入點，通過京滬穗三大區(qū)管中心建立流量管理部門，引入機場、航空公司共同參與流量管理的決策，適當調(diào)整軍民航協(xié)調(diào)機制，逐步滿足全行業(yè)系統(tǒng)需求。 從戰(zhàn)略到戰(zhàn)術層面，實現(xiàn)能夠抵御外來因素對全國空域系統(tǒng)的沖擊，加強運行部門協(xié)調(diào)，調(diào)解航空公司之間的分歧意見。 CDM決策系統(tǒng)已經(jīng)在多個地區(qū)鋪開，并將隨著空管運行結構和模式的升級而逐步完善，未來將建全機場空域容量、航路數(shù)據(jù)等等靜態(tài)信息數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)統(tǒng)一的飛行計劃信息處理，進行早期的流量預測，并通過實時的飛機起降數(shù)據(jù)、位置更新、航跡數(shù)據(jù)、氣象等動態(tài)信息進行更準確地預測流量。

縱觀我國民航的發(fā)展，只有充分依靠自主研發(fā)，適當借鑒歐美的先進經(jīng)驗和概念，重在確立發(fā)展思路，引進成熟的技術手段，結合中國民航發(fā)展的實際需要，建立起一套完善的工作模式及流程，以支持協(xié)同流量管理系統(tǒng)的更高水平運作能，盡力滿足各方的利益，并促使流量工作的優(yōu)化。 在新的全國流量管理系統(tǒng)建設中，隨著組織機構的建立與重組，協(xié)同決策平臺也應該能夠不斷的擴展，滿足我國由民航大國向民航強國發(fā)展的需要。

［1］呂小平.空中交通管理協(xié)同決策[J].空中交通管理，2005(4).

［2］趙嶷飛，任新惠.中國空中交通流量管理系統(tǒng)的組織設計：以工作地點為基礎的多層次人機組織設計的應用[J].中國民航學院學報，2002(2).