空中交通管制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析及技術(shù)發(fā)展趨勢

鄭航

摘 要：近年來，我國航空業(yè)得到了迅速發(fā)展，我國的空中力量也越來越強大。然而在發(fā)展的同時，一些問題也隨之而來，航空產(chǎn)業(yè)的發(fā)展給空中交通控制造成了很大的困擾。為了我國的航空事業(yè)得到可持續(xù)、現(xiàn)代化的發(fā)展，新一代的空中交通管理系統(tǒng)的研究勢在必行。主要分析了空中交通管制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及其現(xiàn)狀，并討論了未來的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：空中交通管制；數(shù)據(jù)處理；地面設(shè)施；航空器

中圖分類號：F560.6 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.09.023

空中交通管制，即管理和控制航空器在空中飛行各方面活動的模式。因航空器在飛行過程中會受到很多因素的影響，比如自然條件等，受到了一定的限制，包括空間，時間和起飛條件等限制。由于以往缺少有效的空管系統(tǒng)，無法對航空器進行有效的監(jiān)測控制，無法了解飛行情況，以及時應(yīng)對突發(fā)情況，造成了很多慘痛的飛行事故。為了最大程度地避免事故發(fā)生和保障空中飛行的安全，研究者在大量實踐的基礎(chǔ)上，逐步研發(fā)了一套可行的空中交通管理制度。然而，空管自動化系統(tǒng)的形成必須集雷達、導航和通訊等多種高端技術(shù)于一身，因此，有著很高的技術(shù)要求。同時，為了滿足實際需要，傳統(tǒng)空管模式也不得不接受現(xiàn)實，走上變革之路。

1 空中交通管制的基本內(nèi)容和建立目的

1.1 飛行限制

在實際飛行中，航空器會遇到各種各樣的難題和麻煩，總稱為制約因素。不同航空器的類型、飛行任務(wù)不同，制約因素也不同，大體上有航空器性能、氣象條件、地面設(shè)施、飛行任務(wù)和飛行時間五個方面。

1.1.1 航空器性能

航空器的性能包括商務(wù)載重、巡航時速和起降條件等。不同類型的飛機在性能方面有很大的不同，比如有的航空器可在高原起降，而有些則不行。

1.1.2 氣象條件

不同類型的航空器對飛行環(huán)境的要求也有一定的差異。因此，所謂的“全天候飛機”，實際上是無法完成的。

1.1.3 地面設(shè)施

飛機的正常飛行離不開地面設(shè)施的保障，這些保障設(shè)施包括雷達、導航、通訊、飛行指示和面臨突發(fā)狀況進行的搜救和救援等，這些保障設(shè)施缺一不可。一旦上述環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，則航空器的飛行會受到限制，且潛藏的危險性較大。

1.1.4 飛行任務(wù)

不同類型飛機的飛行任務(wù)是不同的。根據(jù)實際飛行的需要，不同種類的飛機設(shè)有其最佳的飛行高度層。因此，飛行任務(wù)的不同決定了飛行高度的不同，比如，在對農(nóng)田進行農(nóng)藥噴灑時，按照原理，飛行的高度越低，作業(yè)執(zhí)行的效果越好。

1.1.5 飛行時間

按照飛行原理，飛機在飛行時的移動要有足夠的空間，以免出現(xiàn)相撞事故。同時，為了避免危險接近，飛機起飛的先后順序也要有合理、準確的時間差。

1.2 地理環(huán)境的約束

地理環(huán)境的限制體現(xiàn)在高聳的物體方面，比如山峰、高壓電塔等，飛行規(guī)則中對此有各種規(guī)定。此外，飛機飛行還有“空中禁區(qū)”，比如飛機不能飛入城市市區(qū)、軍事基地上空等。

總而言之，飛機在實際飛行的過程中，存在各種限制，出于安全考慮，必須將這些限制因素考慮在內(nèi)。此外，在慢慢克服限制的過程中，空中交通管制的研究理論也在不斷完善和豐富。

1.3 建立空中交通管制的目的

建立空中交通管制的目的是避免航空器與障礙物、航空器與航空器之間碰撞，管理和維持空中交通正常秩序，保持空中交通暢通，最大程度地保障并逐步提高空中飛行效率。保障空中飛行安全是建立空調(diào)交通管制最主要的目的，類似于路面交通系統(tǒng)，但空管對效率和安全的要求更高。

2 空中交通管制的主要方式

程序管制、雷達管制是空中交通管制的主要方式。程序管制是我國最早使用的空中交通管制方式，這種管制方式的優(yōu)點在于不需要配置很高的設(shè)備，低空通話設(shè)備是其主要設(shè)備，這在我國缺少技術(shù)支持的情況下非常適用，其過程大致為航空器向地面報告位置，使管制員了解飛機整體的分布狀態(tài)，預測空中交通行變化，并向飛行員報告預測結(jié)果，放行、指揮飛行，其缺點在于管制員必須接收到飛行員的位置報告后，才能了解飛機的位置，這種指揮比較被動；在雷達管制方法中，不存在被動指揮的問題，因為在雷達波覆蓋的范圍內(nèi)，雷達管制員獲取本管制區(qū)域所有飛機的位置的方式是通過雷達顯示的，而不是人為的，其優(yōu)點在于大大縮小了航空器之間的允許間隔，允許間隔越小，空中容載的航空器數(shù)量就越大，這對提高飛行效率是有利的，隨著航班數(shù)量日益增長，雷達管制扮演了不可取代的重要角色。

2014年，我國民航實現(xiàn)運輸飛行7.62×106 h、3.35×106 架次，同比分別增長10.2%、8.8%. 在管制員密切監(jiān)控下，安全性也得到了有力保障。由此可見，雷達管制的應(yīng)用是建立空中交通管制的進程中邁出的一大步。

3 飛行數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析

飛行數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)作為整個空管中心系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理核心之一，其核心任務(wù)包括傳輸和處理飛行情報、處理飛行計劃，接受、驗證、發(fā)送和自動完成與飛行相關(guān)的數(shù)據(jù)和情報，將實時更新的飛行計劃、動態(tài)和輔助管制的工具和抉擇依據(jù)向管制員報告并進行實時處理，配合各管制環(huán)節(jié)的操作，將這些信息分發(fā)到系統(tǒng)內(nèi)、外相關(guān)的用戶。這種自動化的處理方式為增加空中飛行量提供了技術(shù)上的可能性，并可有效提高飛行的安全性。

4 結(jié)束語

空中交通管制在我國還有很長的一段路要走，有很多理論和技術(shù)上的難題繼續(xù)解決。可以肯定的是，要想建立完善的空管制度，必須克服現(xiàn)有的空中交通管理系統(tǒng)中存在的弊端。空管的技術(shù)發(fā)展趨勢有可能向國外借鑒與國內(nèi)自主研發(fā)相結(jié)合的方向發(fā)展，且隨著全球化的推進，空中管制應(yīng)順應(yīng)時代，全球一體化的空中管制也將成為發(fā)展的必然方向。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕