現代空中交通管理中的空域規劃關鍵技術探析

陳旭

摘 要 對空域資源做出優化配置，一方面符合將來空域靈活性以及多元化發展的需要，另一方面還可以推動航空運輸業朝可持續方向發展。在現代空中交通管理內容中，空域規劃技術所占比例很大，可以間接關系到我國民用航空空域資源配置以及空域運行結果。

關鍵詞 現代空中交通管理；空域規劃關鍵技術；分析

中圖分類號：V355 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）03-0001-01

空域規劃技術涉及領域很廣，其主要由空域分析、設計以及評估這三個部分構成。根據有關內容，空域規劃關鍵技術可以分為5個主要部分，分別為：1）空域運行安全評估；2）空域運行特征提取與分析；3）終端區飛行程序自動化設計；4）高空航路網布局設計與優化；5）通信導航監視臺站保障能力評估。上述的5個關鍵技術對我國航空運輸業影響重大，直接關系到我國航空運輸業未來的發展規模與方向，因此，對其進行詳細的分析并且投入到具體應用中已經成為當前航空業高度重視的內容。

1 關于空域規劃關鍵技術的分析

1.1 空域運行安全評估分析

隨著現代空中交通管理當中數據鏈通信技術使用范圍不斷擴大，加上自動相關監視技術的應用，還有縮小垂直間隔標準技術的投入使用等，直接促進空中交通管理系統發展規模不斷擴大。另外，因為飛行間隔標準不斷縮小，給空域系統構成嚴重的威脅。因此，采取何種方法對新技術背景中的空域運行開展分析和評估，從而給空域系統管理制定決策提供資料，已經成為現代決策現代空中交通管理中空域規劃的重要內容之一。FAA為了保證NAS系統改善安全性，也研究出了與之相關的系統安全管理計劃以及系統安全手冊，為空域系統風險鑒別提供了技術以及方法。同時，其還研究出安全管理系統，給空中交通服務部門增添危險防范工具。

1.2 空域運行特征提取與分析技術分析

空域規劃主要以空域運行特征提取與分析作為基礎。該技術從定義上看，主要指工作人員以空域基礎數據作為出發點，在數理統計方法提供的幫助下構建完整的空域運行特征量化和預測模型，對空域運行時產生的流量分配以及空域結構設計等一系列問題開展合理的分析。空域運行特征在內容上可以劃分為多個特征，但重要的特征有3個部分，分別為空域服務質量、飛行航跡保持能力以及空域結構技術性能。當中的空域服務質量主要指像終端區、飛行情報區以及航路點等每個要素流量，同時還包括噪聲系數、潛在沖突系數以及運行成本等內容；而飛行航跡保持能力的內容主要指處于空域飛行狀態中飛機的側向以及垂向偏差概率分布統計；空域結構技術性能主要為空域利用率、網絡連接度以及網絡可達性等內容。目前效果比較理想的空域性能數據分析與報告系統主要由FAA開發的系統，該系統可以達到對飛行程序設計進行指導、合理控制空域運行、客觀分析空域噪聲以及正確評估和分析空域流量等效果，當前主要應用在FAA的下屬辦公室、終端管制中心以及職能部門中。

1.3 終端區飛行程序自動化設計技術分析

合理對終端區領域中飛機每個環節空間飛行路線開展設計，從而達到飛行程序各要素模塊化繪制和自動生成等效果，可以被稱為對飛行程序自動化設計。工作人員經對導航臺、機場以及定位點等每項飛行程序要素特征進行分析，并且構建其和點、線、面等圖形圖素之間映射關系，從而取得飛行程序每要素模塊化繪制與參數配置的效果。科學構建障礙物對設計模板影響關系模型，再根據終端區中機場附近具體地質條件。對設計模板進行合理的調整，進一步可以對飛行程序實施有效的設計。國外研究的飛行程序設計與空域管理軟件系統，該系統將地理信息技術與計輔設計技術聚集為一體，包含大量飛行程序設計標準，能夠達到儀表和目視進離場飛行程序設計效果，現階段該系統已經應用在多個國家的航空領域中。

1.4 高空航路網設計與優化技術分析

對高空航路網進行設計與優化的目的在于構建依托點為國家和地區綜合樞紐機場的高空主干航路網，同時達到對進出終端區過渡航路以及支線航路網進行設計的效果。以現行航路網運行特征分析為背景的前提下，制定航路網設計目標。航路網中每個網絡節點根據具體層次對其連接提出各種要求。以節點重要程度為基礎，構建完整的航路網層次劃分模型，合理對國家航路網絡進行劃分，將其更改由區域支線航路網、區域干線航路網以及樞紐主干航路網這三個層次組成。每個層次內的航路網和終端區飛行程序兩者當中的過渡航路便轉變為高空航路網設計與優化的內容。每層次過渡航路與航路網設計從時間上可以劃分為初始化設計、網絡拓撲優化設計以及三區避讓設計這三個階段。該技術的設計目標以確保航路網運行安全為基礎，在增加航路網運行效率的同時影響航路網運行成本，使其呈現減少的趨勢。通過網絡規劃技術等提供的幫助下建模與處理每層次各個階段航路網絡設計多目標優化存在的問題。

1.5 通信導航監視保障能力評估分析

該能力評估主要以空域運行對通信、導航以及監視這三個方面性能的需要為出發點詳細評估空域設計方案的可行性，為航路以及飛行程序的正常運行提供保障。通信導航監視保障能力評估需要按照實際通信導航對臺站進行監視，也就是其需要具備電波傳遞特性，同時還詳細考慮各種影響因素，客觀構建每種臺站信號傳播距離模型與觀測誤差模型，進而對地基范圍中的導航臺站信號作用空間、側向容差以及沿航跡容差進行分析。由FAA研究的RNAV-Pro功能非常強大，可以對終端區飛行程序障礙物開展評估，同時還能夠對監視通信臺站覆蓋進行分析。

2 我國空域規劃關鍵技術研究和應用分析

現階段我國民航可用空域資源非常少，連全國空域總資源20%也打不到，但是飛行流量卻伴隨社會的發展不斷提高，存在缺陷的空域結構直接對航空運輸業發展造成影響，尤其是奧運會等重大國際活動順利舉行后，我國航空運輸業發展規模不斷擴大，給空域運行造成嚴峻的形勢，因此對空域資源做出優化配置迫在眉睫。當前，國家不斷提高空管科研力度，并且構建大量的空域規劃技術研究與應用研究課題，以自主研發為出發點，通過航空發展需要推動空管技術發展，統籌我國優勢力量，促使我國空域規劃技術取得一定的成果，并且給我國空域規劃技術規劃和設計提供大量理論依據以及技術，使其被廣泛應用在民航空域建設領域中。

3 結束語

由上可知，現代空中交通管理中的空域規劃關鍵技術對我國航空運輸業的影響較深，直接關系到其發展方向，對此專家們需要發揚積極探索和不怕艱苦的精神，不斷研發出新技術并將其投入到應用中，為我國航空運輸業發展作出貢獻。

參考文獻

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