基于空中交通復雜性的空域容量評估

摘 要 當今正處于航空運輸領域高速發展的時期，然而與10年前相比，空中交通環境的復雜情況卻與日俱增。如何準確、合理、有效地評估空域資源服務能力將成為實施空域管理和空中交通流量管理、均衡空域系統之間的供需矛盾、提高航班準點率的重要依據。有必要將交通復雜性考慮到空域容量評估中來，代替以往僅以航空器數量作為依據的容量評估方法，更加客觀真實的反應空域資源的實際服務能力。文章通過對空中交通復雜性與管制員工作負荷之間的關系進行分析，提出了基于空中交通復雜性的扇區容量評估方法。

關鍵詞 空中交通；復雜性；空域；容量評估

中圖分類號：V355 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）10-0176-01

近年來，隨著我國國民經濟水平的不斷提高，人們出行已經開始習慣使用航空交通工具，并帶動民航運輸業的迅速升溫。根據2012年民航統計數據顯示：2012年，全行業完成運輸總周轉量610.32億噸公里，比上年增加32.88億噸公里，增長5.7%，其中旅客周轉量446.43億噸公里，比上年增加42.90億噸公里，增長10.6%；貨郵周轉量163.89億噸公里，比上年減少10.02億噸公里，減少5.8%。據統計，上海終端范圍架次數已從2000年的400架次提升到如今超過2000架次，同比增長5倍。

正當我國由世界民用航空大國向民用航空強國不斷發展前進過程中，快速增加的航班量導致空域壓力處于飽和狀態，空域擁擠繁忙、管制員工作負荷加大使得管制員壓力增大、同時造成航班大面積積壓延誤等顯著問題，這些問題將極大影響了空中交通安全、有序、高效的運行。因此，實行空中交通流量管理將被提到現實工作中，也是最有效的解決方法，俗稱：“流控”。空中交通流量管理的重點就是最大程度地合理運用空域內系統資源。響應民航總局的要求，需要我們對空域容量做出正確評估，切實推行排堵保暢工作，合理發布流量管制決策都將使得空域管理更科學，更高效。

隨著管制員工作負荷不斷增加，在我國的某些繁忙機場和空域，比如上海兩大機場，虹橋機場日均架次高達750架次，浦東機場達到1200架次，管制工作量之大時常會超出管制員的能力范圍以外，極大底影響了保障飛行安全的能力。這需要我們深入研究分析空域復雜性因素與管制員工作負荷之間的關系，正確評估管制員的工作負荷與能力，來合理安排航班流量；根據實際航路航線來優化空域結構；從而平衡矛盾關系，盡可能減少由于空中交通流量增加而導致的空域承受壓力大的問題，切實保障空中交通運輸業的安全性和穩定性。

空中交通流量是指單位時間內通通過航線某一點或者某條航線的飛機數量（不分方向）。我國空中交通流量有以下兩個特點。

1）空中交通流量快速增長。近年來，我國的空中交通流量增長很快，對軍航、民航空管系統都造成了極大的壓力，空中交通流量的狀況取決于航線條數及長短、機場和飛機數量、起降架次等。

2）空中交通流量分布不均衡。空中交通流量增長速度快，分布很不均衡，其流量主要集中在少數政治、經濟、旅游中心城市的機場，尤其我國東部較發達地區。

空中交通流量包括實際運行容量和最大容量，兩者都是通過評估機場能接受的航班延誤程度來取得的，航班的延誤程度又和服務需求密切相關，存在著供求關系，如果在某個時間段內多架航空器同時請求服務，超出最大容量時就會造成延誤，在地面交通就如同堵車；例如在上海虹橋機場高峰時段起降架次高達60多架次，相當于每分鐘都有飛機在起落，為了符合民航相關起飛落地間隔規定，此時，我們就要實施空中交通流量管理，并且落地飛機在空中需要盤旋等待，這種情況下航班將會有所延誤。而如果這些航班陸續請求服務，在很大程度上就能緩解延誤的情況。通過研究分析得出，影響空域容量的原因有很多，主要包括相關管制員的工作負荷的主觀能動性和相對空域結構、空中交通流量、相關民航管制規定等各方面的客觀因素。在保證安全穩定運行的前提下，將空域系統結構、管制規則和安全等級，隨機因素（飛機因素、人為因素、氣象因素）都考慮在內，作出一個特定空域單元在單位時間內所能提供管制服務的航空器的最大數量的評估。

通過對管制員工作負荷進行容量評估，這一方法是目前國內較為成熟并應用廣泛的容量評估方法，是對扇區容量評估較為主觀的評估方法，通過分析管制員的實際工作，基本可以概括為：接收并識別相鄰管制區移交的航空器；發布航空器高度指令；發布航空器速度指令；雷達引導航空器；監視航空器的飛行動態；調配航空器飛行沖突；為空中機組提供實時氣象信息、航行情報及其他航空器動態；將航空器移交給下一個相鄰管制區；計算航空器的航行數據并整理填寫相關飛行進程單；與相鄰管制區做好溝通協調工作。

而在管制員平時工作中，空管規章對管制員指揮的飛機數目即工作負荷也有著嚴格的規定，這也就對管制員的工作量進行了限制，進而影響了空域系統的容量。根據民航總局86號令即《中國民用航空空中交通管制規則》的規定，在雷達管制的條件下，充分考慮航路、航線結構所造成的復雜局面；雷達設備的配備及覆蓋范圍；管制員的工作能力及扇區評估；雷達通訊系統的功能；遇到特殊情況需要更換應急備份系統的情況下，進近管制區域內提供雷達服務的航空器最多為8架，區域管制區域內提供雷達服務的航空器最多為12架。當然這些規定的制定也是為了保障飛行安全，調節飛行容量的矛盾。

由上述管制員工作負荷介紹可以看出，給管制工作負荷權值劃分繁忙等級對計算管制員工作負荷的準確性，起著重要作用，會影響到容量評估的結果的準確性。由分析中可以看出空中交通復雜性與管制員工作負荷有密切聯系，因此可根據空中交通復雜性值對管制員在扇區工作負荷權值繁忙等級進行劃分，建立優化管制員工作負荷的模型。綜上所述，無論復雜性還是空域容量評估都還有許多方面需要被考慮和完善，還需要進一步研究交通復雜性與工作負荷之間的關系，客觀的反應空域單元的容量，為合理有效的分配空中交通管制資源提供支持。

參考文獻

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作者簡介

王冬俊（1985-），男，上海人，助理工程師，本科，研究方向：民用航空空中交通管理。endprint