基于經(jīng)濟(jì)效應(yīng)與航空安全平衡的空中流量控制策略研究

張祝桿（云南省民航云南空管分局，云南 昆明 650100）

基于經(jīng)濟(jì)效應(yīng)與航空安全平衡的空中流量控制策略研究

張祝桿
（云南省民航云南空管分局，云南 昆明 650100）

在航空運(yùn)輸快速發(fā)展的前提下，我國(guó)民航事業(yè)獲得了較大的成就。但是當(dāng)前存在著較為嚴(yán)重的空中交通流量分布不均衡的情況，不僅造成了大量航班的延誤和經(jīng)濟(jì)損失，而且還對(duì)飛行安全造成了一定的影響，急需一種基于經(jīng)濟(jì)效益與航空安全平衡的空中流量控制策略來(lái)對(duì)空中交通進(jìn)行管理。

航空運(yùn)輸；空中交通；經(jīng)濟(jì)效益；航空安全

近些年來(lái)，隨著民航運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展，運(yùn)輸總周轉(zhuǎn)量以及旅客和貨郵運(yùn)輸量都呈現(xiàn)出了與日俱增的趨勢(shì)。但是隨著空中交通流量的增長(zhǎng)，首先造成了空中的擁堵，帶來(lái)嚴(yán)重的航空安全隱患。其次由于人為因素帶來(lái)的流量控制問(wèn)題，會(huì)造成空域資源的浪費(fèi)，從而加重各機(jī)場(chǎng)航班延誤的情況。本文主要在對(duì)空中交通流量管理的基本方法進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，探討基于經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和航空安全平衡的空中流量控制策略。

一、空中交通流量管理的基本方法

作為保障飛行安全的重要環(huán)節(jié)，空中交通管理就是對(duì)當(dāng)前的機(jī)場(chǎng)、空域以及航線(xiàn)進(jìn)行評(píng)估后所采取的管理方式，如果按照生效時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)其進(jìn)行劃分，主要可以分為長(zhǎng)期法、中期法以及近期法三種，本文主要對(duì)近期法進(jìn)行分析。對(duì)于近期法來(lái)說(shuō)，其從理論到實(shí)現(xiàn)的距離應(yīng)在半年以?xún)?nèi)，主要內(nèi)容應(yīng)包括先期流量管理、飛行前流量管理以及實(shí)時(shí)流量管理三種形式，并以此實(shí)現(xiàn)空中交通工具流量與空域和機(jī)場(chǎng)的容量相搭配。

1 先期流量管理。先期流量管理又可以被稱(chēng)作戰(zhàn)略流量管理，其主要是在實(shí)施之日的前幾個(gè)與或者是幾天進(jìn)行調(diào)整的，從而通過(guò)班期時(shí)刻表的制定實(shí)現(xiàn)對(duì)某飛定期航班飛行的時(shí)刻加以控制，最終避開(kāi)空中安全網(wǎng)絡(luò)擁擠區(qū)域。

2 飛行前流量管理。飛行前流量管理也可稱(chēng)作為戰(zhàn)術(shù)流量管理，其主要是在航空器起飛之前，對(duì)其起飛時(shí)間以及起飛航習(xí)航線(xiàn)進(jìn)行管理。并嚴(yán)格依照規(guī)定管理間隔，有效的進(jìn)行飛行秩序的調(diào)整，能夠起到空中交通疏導(dǎo)以及維護(hù)正常飛行秩序的作用。

3 實(shí)時(shí)流量管理。實(shí)時(shí)流量也就是我們平常所以說(shuō)的動(dòng)態(tài)流量管理，主要是指在航區(qū)器飛行過(guò)程中采取的調(diào)速、等待及限制等待等主要方法，使其能夠按在相關(guān)的規(guī)定下的管制間隔進(jìn)行有秩序的飛行。

二、優(yōu)先等級(jí)原則下的空中交通流量控制策略

實(shí)施空中流量管理的最終目的在具有安全保障的前提下加快飛行流量，從而解決當(dāng)前日益突出的航班延誤問(wèn)題和其他重要問(wèn)題。在不同條件環(huán)境下可以通過(guò)對(duì)航班優(yōu)先等級(jí)的設(shè)定，來(lái)對(duì)航班的放行順序進(jìn)行安排，從而使有限的空間資料得到最大程度的發(fā)揮和利用。

1 時(shí)間優(yōu)先級(jí)。時(shí)間優(yōu)先級(jí)主要是指根據(jù)航班時(shí)刻預(yù)計(jì)起飛時(shí)間較早的航班比起飛時(shí)間較晚的航班相比，具有優(yōu)先權(quán)。通過(guò)該種優(yōu)先等級(jí)的設(shè)定，從而不單單憑靠著飛行距離的遠(yuǎn)近以及機(jī)型來(lái)決定優(yōu)先等級(jí)，在確保公平競(jìng)爭(zhēng)的前提下使航空公司以及空管和其他部門(mén)之間實(shí)現(xiàn)了利益的平衡。

2 機(jī)型優(yōu)先級(jí)。如果在出現(xiàn)兩架飛機(jī)等待起飛時(shí)間幾乎相同的情況，地面等待成本以及空中飛行成本相對(duì)較高的一地方，應(yīng)安排其優(yōu)先起飛。對(duì)于機(jī)型優(yōu)先級(jí)來(lái)說(shuō)，其主要是按照機(jī)型成本來(lái)進(jìn)行排列的，其涉及到了機(jī)型的最大業(yè)載以及飛行平均耗油率等問(wèn)題，是影響地面等待成本和空中飛行成本的重要因素。

3 延誤優(yōu)先級(jí)。延誤優(yōu)先級(jí)是指在預(yù)定航班起飛時(shí)間15分鐘之后還未能起飛的航班，具有優(yōu)先起飛權(quán)。但是同時(shí)間優(yōu)先和機(jī)型優(yōu)先相比，其優(yōu)先等級(jí)是最低的。換言之，就是只有在確保以上等級(jí)的航班順利起飛后，才考慮優(yōu)先安排延誤航班的起飛。與此同時(shí)，對(duì)于延誤航班來(lái)說(shuō)，在其內(nèi)部依然按照時(shí)間優(yōu)先等級(jí)和機(jī)型優(yōu)先等級(jí)進(jìn)行起飛安排。

三、時(shí)間度量指導(dǎo)下的空中交通流量控制策略

該種空中交通流量管理策略的基本思路為當(dāng)空域單元的交通流量受到限制或者是超過(guò)其自身接受能力的情況下，通過(guò)對(duì)未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)達(dá)到該空域單元的航空器的通過(guò)時(shí)間的控制，從而實(shí)現(xiàn)該空域單元高效運(yùn)行的交通流。其基本的手段是通過(guò)對(duì)該空域時(shí)間軸的時(shí)隙分配，從而在全局效率最優(yōu)的標(biāo)準(zhǔn)下，按照航空器的自身機(jī)動(dòng)性能進(jìn)行時(shí)隙的選擇，主要策略有分流式和中心式兩種。

1 分流式空中流量控制策略。在時(shí)間度量指導(dǎo)下的分流式空中流量控制策略中，各航空器的波動(dòng)范圍是按照其本身的機(jī)動(dòng)能力以及目標(biāo)節(jié)點(diǎn)間的距離而決定的。首先，在對(duì)飛行速度進(jìn)行計(jì)算的基礎(chǔ)上，可以預(yù)計(jì)出航空器到度量點(diǎn)的預(yù)計(jì)時(shí)間，度量點(diǎn)越遠(yuǎn)，那么相應(yīng)的可進(jìn)行流量管理的范圍也就越大。其次，在航空距離度量點(diǎn)變近，則可以對(duì)其速度范圍的減小進(jìn)行控制，一個(gè)時(shí)間窗可能包含著多個(gè)時(shí)隙，并代表了其在時(shí)間軸上可以選擇的時(shí)隙范圍，從而在對(duì)其進(jìn)行整體優(yōu)先考慮的前提下，得出序列圖。

2 中心式空中流量控制策略。通常情況下，為了確保終端區(qū)以及扇區(qū)等區(qū)域內(nèi)的航空器數(shù)量不超過(guò)應(yīng)有的容量限制并對(duì)進(jìn)入扇形單元航空器的時(shí)間間隔進(jìn)行控制，航班應(yīng)在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)入到相應(yīng)的空域單元，從而實(shí)現(xiàn)空中流量的控制。在分流式流量管理策略中，其指定了較為一致的時(shí)間間隔，而中心式流量管理則較為精細(xì)對(duì)區(qū)域內(nèi)的航空器容量進(jìn)行設(shè)定，并在扇區(qū)邊界設(shè)置邊界點(diǎn)進(jìn)行管理模型的設(shè)立，從而在對(duì)每個(gè)離散時(shí)間片的航班統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)分析基礎(chǔ)上，計(jì)算出邊界上各個(gè)進(jìn)入點(diǎn)在不同時(shí)段的進(jìn)入率，最終通過(guò)對(duì)進(jìn)入點(diǎn)進(jìn)入率的調(diào)整和排序，從而得出航班序列。

結(jié)語(yǔ)

空中交通流量的增長(zhǎng)使得了傳統(tǒng)的空中交通流量管理已經(jīng)不能與當(dāng)前的民航事業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀相適應(yīng)，本文提出的優(yōu)先等級(jí)原則以及時(shí)間度量指導(dǎo)下的空中交通流量管理策略，通過(guò)不同優(yōu)先等級(jí)的設(shè)計(jì)以及分流式和中心式的流量控制策略，是一種當(dāng)前在國(guó)際范圍內(nèi)有效運(yùn)用的空中流量管理方法，國(guó)內(nèi)的空中交通流量管理工作應(yīng)在逐步加強(qiáng)對(duì)該方面的研究和探討，從而使得空中交通流量控制工作得到更為長(zhǎng)足的進(jìn)步。

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