時間度量指導下的空中交通流量管理策略研究

唐珂

摘 要：我國民航事業的快速發展，導致空中交通擁擠的現象日益凸顯。這種情況下，傳統的空中交通管理已經不能滿足我國民航業發展的需要。時間度量的空中交通流量管理是由美國聯邦航空局提出的一種全新的空中流量管理方法。該文針對時間度量的空中交通流量管理策略進行了研究，對其運行的方法進行了系統的闡述，為我國民航事業的更好發展提出了新的思路。

關鍵詞：空中交通流量管理 時間度量 新思路

中圖分類號：V355 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（b）-0189-01

1 空中流量管理的概念

空中交通流量管理可以有助于空中交通有序及安全，并且可以加速空中交通流量，匹配空中交通機構公布的空中交通容量和極大程度上利用空中交通管制能力的服務。其任務主要對接近或者達到空中管制可用能力的空中流量進行控制和調整，以保證進入或者通過相應領域的空中交通處于最佳的狀態，進而提高空域、機場的利用率。

關于空中交通流量管理的分類，不同地域存在著差異。歐控將流量管理分為戰略流量管理、預戰術流量管理、戰術流量管理。而我國將流量管理分為先期流量管理、飛行前的流量管理和實時管理這三個階段。先期流量管理是為了防止飛機等航空器過度集中于某一地區或者機場而出現的超負荷流量的現行的發生，而對全國和地區的航線結構、制定的航班表以及非定期航班的飛行時刻等在實施之日前的幾個月至前幾天進行的協調和調整。飛行前的流量管理是通過改變計劃航路、地面停止、地面延誤程序等方法，在飛機起飛前1～2 h之內改變起飛時刻和航線來避免空中交通堵塞。實時的流量管理則是在飛機飛行過程中通過改變飛機的飛行高度、飛行航路、飛行素等等來避免可能的空中擁塞。空中交通流量管理的主要方法主要有空中交通流量統計與預測、地面等待策略、終端區排序、改航策略、尾隨間隔管理。

2 時間度量指導下的空中交通流量管理概念

時間度量指導下的交通流量管理是取代尾隨間隔流量控制，充分的考慮航空器的性能、運行能力及自動化程度，可以確定的告知航空器通過關鍵節點的時間，更精細地進行交通流量控制，提高了整體效率。時間度量指導下的流量管理分為兩類。一類是分流式管理，其在考慮到上游空域資源限制的情況下，獲得區域交接點和交叉路口的流量的最優解，進行關鍵點的流量分配。相比于分流式流量管理，中心式流量管理是運用在扇區或者更大范圍，在獲得全局信息之后取得最優解，對全局進行流量分配，確定各進入點的流量分配。

3 時間度量指導下的空中交通流量管理策略研究

時間度量指導下的流量管理策略的基本設計思路是，在空域單元的交通流量受限或者超過其接受能力時，通過控制未來到達該空域單元的航空器的通過時間來實現高效運行的交通流。

基本手段是將通過該空域的時間軸進行時隙分配，按照全局效率最優的標準，將要通過的航空器天道時隙中，而且每架要通過的航空器要根據自身的機動性能進行時隙選擇。基于時間度量的交通管理策略包括分流式交通流量管理策略和中心式交通流量管理策略。

3.1 時間度量指導下的分流式流量管理策略

時間度量指導下的分流式流量管理下，航空器的波動范圍是由航空器的機動能力和目標節點間的距離決定。

根據經驗飛行速度和航班計劃可以計算出航空器到度量點的預計到達時間。航空器距離度量點越遠對應的流量管理窗越大，可任意調整的速度范圍也越大。當飛機距離度量點變近，則可以控制的速度范圍減小，時間窗逐漸縮小。一個時間窗可能包括一個或者多個時隙，代表了在時間軸上可選的時隙范圍，并在考慮最優的整體效率下，得出最有序列圖。

3.2 時間度量指導下的中心式流量管理策略

目前管制員為確保終端區、扇區等區域內的航空器的數量不超過容量，控制進入扇區單元航空器的時間間隔，航班必須在規定的時間范圍內嚴格按照制定的時間間隔通過將控制點進入到空域單元，來控制流量。分流式流量管理策略指定一致的時間間隔，中心是流量管理策略所不同的是其提供的流量管理較為精細，只要扇區區域內的航空器的數量沒有超過容量限制，則同一個區域內可以容納多架航空器。基于時間度量的中心式流量管理策略以全局最優為目標，在扇區邊界設置邊界點進行管理的模型。該策略模型以進入區域內的航空器的數量不超過流量限制為基本原則，以每個離散時間片的航班統計和預測為基礎，得出邊界上每個進入點在各個時段的進入率，進而對各個進入點的進入率進行排序和調整從而得到航班序列。在該模型中，扇區時通過人為規定的，航班通過扇區邊界點進入扇區.

4 結語

隨著我國民航事業的發展，空中交通流量的增長導致空中交通擁擠現象。傳統的空中交通流量管理已經不能符合民航事業發展的需要。本文提出給予時間度量的空中交通流量管理策略，并將其分為分層式流量管理策略和中心式流量管理策略，并對兩種策略的設計思路和運行方法進行了介紹。時間度量的流量管理策略需要發布每架航空器的過點時間序列，對管制員的協調時間能力和合理地配置運行機制提出了要求。管制員、航線、航空器自身性能、天氣等因素都可能對策略的試試造成影響，如何在考慮這些復雜因素的情況下建立模型，還需要進一步探討。

參考文獻

[1] 宋柯.空中交通流量管理改航策略初步研究[D].南京航空航天大學，2002.

[2] 孫浩.空中交通尾隨間隔管理策略研究[D].南京航空航天大學，2000.

[3] 何光勤.美國新一代航空運輸系統及其對中國的借鑒意義[J].科技經濟市場，2011（5）：71.endprint