空中交通流量管理技術(shù)淺析

趙天一

中國(guó)民用航空華東地區(qū)空中交通管理局

空中交通流量管理技術(shù)淺析

趙天一

中國(guó)民用航空華東地區(qū)空中交通管理局

空中交通流量的科學(xué)管理有利于飛機(jī)安全可靠地運(yùn)行，同時(shí)提升航線的利用效率。本文通過(guò)對(duì)空中交通流量的管理現(xiàn)狀分析，對(duì)協(xié)同式空中交通流量管理技術(shù)（CDM）進(jìn)行了探究，旨在為現(xiàn)代飛機(jī)調(diào)度提供思路。

空中交通流量管理；協(xié)同式?jīng)Q策；調(diào)度

1 空中交通管理概述

1.1 空中交通現(xiàn)狀

目前，全國(guó)有14個(gè)機(jī)場(chǎng)空域飽和，北京、廣州、上海、深圳、重慶、西安、昆明等地區(qū)，高峰時(shí)都出現(xiàn)了空中堵塞?，F(xiàn)在我國(guó)這些大中型機(jī)場(chǎng)及其航路，都會(huì)由于各種原因?qū)е鲁鲂乱恍┎涣嫉默F(xiàn)象，由于種種原因造成的流量控制會(huì)給我國(guó)的民航帶來(lái)不好的影響，空域、氣象、流量等客觀因素引起的流量控制。我國(guó)的空中交通管制確實(shí)還存在一定的弱勢(shì)，比如空域、氣象、流量等客觀因素引起的流量控制都必須要引起重視，任何原因引起的流量控制都必須要解決，有了問(wèn)題都要解決，而解決問(wèn)題最原始最有效的方法莫過(guò)于大禹治水的疏通方法，無(wú)論多少問(wèn)題，無(wú)論問(wèn)題有多復(fù)雜，都必須一個(gè)一個(gè)解決，而值得注意的是人為因素引起的流量控制。

1.2 交通流量管理的原因

因?yàn)橹挥幸患茱w機(jī)在給定的時(shí)間可以著陸或離開(kāi)跑道，由于飛機(jī)必須分開(kāi)一定的距離或時(shí)間以避免碰撞，所以每個(gè)機(jī)場(chǎng)需要強(qiáng)大的處理能力來(lái)安全地處理每小時(shí)大量飛機(jī)起飛與降落。這個(gè)能力取決于許多因素，例如可用的跑道數(shù)量、飛機(jī)軌道的布局、空中交通管制的可用性以及當(dāng)前或預(yù)期的天氣。天氣可能會(huì)造成很大的容量變化，強(qiáng)風(fēng)可能限制可用的跑道數(shù)量，可見(jiàn)性差可能需要增加飛機(jī)之間的距離。當(dāng)控制飛行的空中交通管制單位達(dá)到能力時(shí)，到達(dá)的飛機(jī)將朝向保持輪廓的方向，直到它們轉(zhuǎn)向著陸。然而，飛機(jī)在空中停滯是一種效率低下且成本高昂的延遲飛行的方式，因此最好將它們保留在出發(fā)地的地面上，稱(chēng)為地面延時(shí)程序。這樣，延時(shí)可以在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉的地面上等待，節(jié)省大量的燃料。每個(gè)航班和交通流量整體的路線時(shí)間的仔細(xì)計(jì)算，旨在最大限度地減少空中交通系統(tǒng)的總體延遲，這主要取決于計(jì)算機(jī)的能力。

因此通過(guò)確保交通密度安全的流動(dòng)和最小化交通匯聚以改進(jìn)空中交通管理系統(tǒng)的安全性；通過(guò)平衡容量和流量需求確保飛行各階段最佳的交通流動(dòng)；有利于所有利益相關(guān)方協(xié)同配合以實(shí)現(xiàn)在出現(xiàn)空中交通容量限制時(shí)有效的、靈活的流動(dòng)，向空域使用者提供最佳的選擇；平衡所有空域用戶的合法需求和矛盾，促進(jìn)對(duì)所有空域用戶的公平；考慮空中交通管理資源限制以及經(jīng)濟(jì)和環(huán)境利益；通過(guò)所有利益相關(guān)方的協(xié)同配合促進(jìn)對(duì)限制的管理，對(duì)效率的管理和不可預(yù)見(jiàn)事件的管理，將影響系統(tǒng)容量的突發(fā)事件和改變盡量減少；便于促進(jìn)無(wú)縫隙的、協(xié)同的空中交通管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，確保與國(guó)際接軌和兼容性。

1.3 空中交通流量管理的基本原則

（1）在確保安全的前提下，優(yōu)化機(jī)場(chǎng)和空域可用容量；

（2）在保持安全水平的前提下，最大化運(yùn)行效率；

（3）促進(jìn)同所有受影響的參與者及時(shí)有效的協(xié)同配合；

（4）促進(jìn)國(guó)際合作實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的、無(wú)縫的空中交通環(huán)境；

（5）空域是一種資源除考慮安全和國(guó)防需求外，應(yīng)確保對(duì)所有用戶公平和透明；

（6）支持采用新技術(shù)和程序，提高系統(tǒng)容量和效率；

（7）增強(qiáng)系統(tǒng)的可預(yù)見(jiàn)性，幫助航空用戶實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效率和回報(bào)最大化，支持其他的經(jīng)濟(jì)行業(yè)，如商業(yè)、旅游和貨物運(yùn)輸；

（8）不斷改進(jìn)以適應(yīng)航空運(yùn)輸環(huán)境的日新月異。

2 協(xié)同式空中交通流量管理技術(shù)分析

2.1 技術(shù)概述

協(xié)同決策（CDM）技術(shù)是一個(gè)軟件應(yīng)用程序或模塊，有助于協(xié)調(diào)和傳播數(shù)據(jù)，并在工作組之間達(dá)成共識(shí)?？罩薪煌髁扛?jìng)爭(zhēng)的加劇使得合理的管制顯得尤為重要，需要處理在分布式環(huán)境中工作的空中佳通流量管理，從不確定的情況和不斷變化的信息中作出正確的決策，使協(xié)同技術(shù)發(fā)展。CDM技術(shù)協(xié)調(diào)及時(shí)制定集體決策所需的功能和特征，使所有相關(guān)利益攸關(guān)方能夠參與此過(guò)程。CDM技術(shù)的核心原則是，對(duì)個(gè)人的想法或單獨(dú)的數(shù)據(jù)作出回應(yīng)，從而做出更好的決定，這個(gè)過(guò)程需要共享知識(shí)和分析不同信息的組合。早期形式的計(jì)算機(jī)中介通信（CMC）工具也可以有效促進(jìn)溝通和發(fā)展工作關(guān)系，但全球化的需求和采取最佳決策的壓力已經(jīng)增加。溝通工具的選擇對(duì)于高端協(xié)作工作非常重要。在線協(xié)作工具是非常不同的，有些使用舊的基于互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，而其他的則使用Web 2.0。任何交通流量管制最重要的因素是決策與調(diào)度，所有的交通流量管制必須通過(guò)持續(xù)的運(yùn)算、分析，才能找到問(wèn)題的解決方案。如今，空中交通流量管制采用了CDM技術(shù)，以便調(diào)度部門(mén)可以根據(jù)實(shí)際運(yùn)行信息做出更好的決策。

2.2 技術(shù)要點(diǎn)

協(xié)同決策技術(shù)（CDM）具有在一個(gè)階段獲得多個(gè)信息源并進(jìn)行分析的潛力，并對(duì)所顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)作和進(jìn)行解釋。協(xié)同決策技術(shù)不關(guān)心系統(tǒng)內(nèi)單個(gè)數(shù)據(jù)的分析，其將獲取的信息提交給一組決策者，因?yàn)槠湔J(rèn)為系統(tǒng)的相互作用具有很大的潛力和能力，可以用創(chuàng)造性的方式產(chǎn)生更多創(chuàng)新的想法，并根據(jù)數(shù)據(jù)的結(jié)果采取行動(dòng)。CDM系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)自動(dòng)分析和預(yù)測(cè)的能力，這意味著不需要記錄所有的信息，就可以通過(guò)收集需要注冊(cè)的信息自動(dòng)保存工作。參與決策過(guò)程的所有系統(tǒng)都將負(fù)責(zé)任，這樣可以避免在作出決定后可能發(fā)生的意外。實(shí)施協(xié)同決策的基本原則是利用團(tuán)隊(duì)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的知識(shí)充分發(fā)揮潛力。

3 總結(jié)與展望

我國(guó)各層次的開(kāi)發(fā)研究人員正不斷地改善當(dāng)前CDM協(xié)同決策技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境，為了充分利用CDM協(xié)同決策系統(tǒng)的價(jià)值，在當(dāng)前社會(huì)生活中，各方面應(yīng)用人員應(yīng)加強(qiáng)自身的學(xué)習(xí)與探究，在合理的體系中力求CDM協(xié)同決策系統(tǒng)價(jià)值的利用最大化。大量用戶的使用同時(shí)對(duì)其發(fā)展也有促進(jìn)作用，CDM協(xié)同決策技術(shù)對(duì)于空中交通流量管理的發(fā)展將起著越來(lái)越重要的作用?？罩薪煌髁抗芾硐到y(tǒng)建設(shè)是一條光明而曲折的路，在這條路上會(huì)出現(xiàn)很多難題與挑戰(zhàn)，這個(gè)任務(wù)長(zhǎng)期而又艱巨，需要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，不斷地進(jìn)行總結(jié)歸納。為實(shí)現(xiàn)自身的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展而進(jìn)行大膽革新，利用創(chuàng)新思維進(jìn)行現(xiàn)代化建設(shè)，大踏步地實(shí)現(xiàn)空中交通流量管理系統(tǒng)的智能化高速發(fā)展。

[1]段志遠(yuǎn).協(xié)同式空中交通流量管理關(guān)鍵技術(shù)探討[J].科技風(fēng)，2015（23）

[2]尹佳藝.協(xié)同流量管理工作程序研究探析[J].無(wú)線互聯(lián)科技，2014（11）

[3]何光勤,張淼,范崢.基于ArcGIS的飛行程序扇區(qū)劃分實(shí)現(xiàn)研究[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī)（專(zhuān)業(yè)版），2015（09）

趙天一（1986-），男，江蘇人，職務(wù)：?jiǎn)T工，當(dāng)前職稱(chēng)：助理工程師，學(xué)歷：本科。