淺談進港排序管理系統AMAN在管制運行中的應用

張笑寒，曹敦波，楊洪儒，王 楠

（民航新疆空中交通管理局，新疆 烏魯木齊 830016）

淺談進港排序管理系統AMAN在管制運行中的應用

張笑寒，曹敦波，楊洪儒，王 楠

（民航新疆空中交通管理局，新疆 烏魯木齊 830016）

隨著航空運輸量的高速增長，航班延誤情況日益嚴重，而對飛機進行進港排序管理和跑道調度，能有效提高機場吞吐量，減少飛機燃油花費，從而緩解航班延誤的情況，提高經濟效益。簡要介紹了南京萊斯空管自動化系統引用了比利時Barco Orthogon公司開發的進港排序管理系統（AMAN系統）的相關情況，該系統在投入烏魯木齊區管中心運行后，能夠更好地發揮其技術支持作用，提高空中交通管制綜合保障能力。

進港排序管理系統；空中交通管制；航班延誤；短航線

隨著“一帶一路”的提出和新疆民航業的凌空騰飛，新疆空管局迎來了跨越式發展。駛入快車道的新疆空管局面臨著巨大的壓力，而現行進港排序都是依靠人工排序來制訂指揮預案。隨著航班量的日益增多，管制員的工作負荷也隨之增大，如何高效保證航班運行，進港排序管理AMAN（ARRIVALMANAGER）系統為我們指明了一個新的方向。

1 概述

1.1 進港排序管理系統

進港排序管理系統（AMAN），是一種輔助管制員進場排序決策系統，它能提供一個高效、安全的機場降落順暢航班流。AMAN旨在減輕繁忙終端區管制負擔，提高安全系數。系統在區管階段提前計算所有進港航班，以此來構建一個優化的進港隊列。使用該系統的用戶包括塔臺、進近、區管實時指揮人員和流量管理人員，利用它，可以在很大程度上減輕繁忙終端區的管制負擔，實現區管與進近之間的無縫隙協調。

AMAN系統屬于戰術流量管理范疇，作為航班進港排序輔助決策系統，為管制員提供一個決策支持工具，用來幫助其實施對落地航班的管理，并實現進港排序建議、最小化的航班延誤、提高機場流量水平和降低航空器油耗等目標。作為一個計劃工具，管制員可以參照AMAN系統的建議制訂指揮預案，并將預案與其他管制員共享。AMAN系統將管制員的輸入、自動化系統數據和進一步的配置數據整合在一起，形成了AMAN的系統排序。

1.2 AMAN系統的排序功能

1.2.1 基礎原理

AMAN系統從自動化系統中接收飛行計劃數據、航跡數據和氣象數據，依此計算每一個落地航跡的軌跡。軌跡預測包含航路分配、初始跑道和計算出的合理飛行高度。依據軌跡預測，AMAN系統計算出每個航班在航路上的預計過點時間（ETO）、預計落地時間（ETA）。根據尾流種類和跑道容量等因素，ETA進一步反應了相應飛機優化的落地序列。同時，AMAN系統會提供相應的建議（比如消耗時間、追及時間、盤旋等待、調速等）給不同部門（比如區域、終端）的管制員。AMAN系統從自動化系統獲取的數據包括從飛行數據管理系統中獲取的飛行計劃，從雷達數據系統中獲取航跡、高空風數據、網絡協議時間（NTP）。AMAN系統向自動化系統發送的數據包括飛行計劃排序。

1.2.2 排序方式

AMAN系統提供的排序建議有2種方式，即到達跑道的排序和指定報告點的排序。管制員不僅可以看到飛機到達跑道的先后順序，也可以看到不同進港方向指定報告點的排序情況。例如，管制員通過選擇功能窗口可以查看R/W25的進港排序建議，也可以查看經AGOXA方向進港航班的進港順序，而進近管制員可以根據系統提供的排序建議制訂調配預案。在任何情況下，管制員可以人工干預AMAN系統的排序方案，這些干預包括變更系統計算序列的條件參數（比如落地間隔），設置使用跑道，直接修改預定序列順序。AMAN系統持續監控流量的變化和主系統中數據的修改，并根據參數配置情況，適應性地動態調整序列順序。AMAN系統顯示的到達順序反映的只是系統建議的計劃進港順序，而不是真正顯示在雷達屏幕上的航班順序。

1.2.3 航路處理

AMAN系統內部使用預先設定好的AMAN系統航路，命名為AMAN STAR，當AMAN系統收到一份FPL電報時，計劃中航路將會與AMAN STAR中航路比時，然后選擇出最匹配的AMAN STAR。為了能夠找到AMAN STAR，要求FPL電報航路中選項至少有AMAN STAR的最后航路點（起始進近定位點IAF尤為重要）。此外，人工輸入的點應該是可匹配的。如果AMAN系統無法從FPL電報中匹配出航路選項中相應的AMAN STAR，系統將無法為該航班排序。如果一個航班已經通過了AMAN STAR中制定的點，AMAN系統將不會更新飛行計劃航路。由此可見，AMAN STAR是系統建立航班軌跡計算的基礎，預先設定的AMAN STAR的質量將決定系統航路處理的結果，并直接影響系統排序建議的可實施性。在現有區管自動化系統中，烏魯木齊進近管制室根據最新的進離場程序，預先設置了多條AMAN STAR進場程序，共計33條，分別對應跑道25/07.同時，結合進近范圍內的RNAV進場程序和現行的“雙三邊”引導方法，相關部門又制訂了相關的AMAN STAR航路。

1.2.4 等待區劃設和短航線定義

1.2.4.1 等待區劃設

等待區劃設的意義是，當AMAN排序系統給出延誤信息建議時，當延誤時間超過一定參數設定值，前期規劃好的等待點AMAN系統就會給出航班進行相應調整的等待時間建議數值。同時，當發生跑道被占用、跑道暫時不可用的情況時，這些等待點也可以被管制員利用起來作為盤旋等待的參照點，通過對跑道不可用時間的設定，AMAN也會自行計算預計下次進近時間，從而為相關情報服務提供更準確、直接的依據。當然，所有的功能都是在AMAN STAR航路設定準確無誤的情況下實現的。

等待點的劃設減輕了管制員的工作負荷，減少了雷達引導量，為機組提供了最簡單、有效的管制意圖。

1.2.4.2 短程航線定義

短程航線的定義在情報區內有十分重要的作用，在疆內放行的流量控制方面，AMAN系統在優化且準確的AMAN STAR航路設定下，可以給出較精準的放行建議，這在流量管理的戰略性意義上有著至關重要的作用，直觀且可行度高。圖1為短航線起飛時刻參考圖。

圖1 短航線起飛時刻參考圖

從圖1中可以看出，對于CSN6849、GCR7556、CSN6885、GCR7486，AMAN均給出了系統綜合處理后較合理的起飛時間。對于夜航時段，本場集中進港，疆內放行的可參考性較好。例如，GCR7486，預計庫爾勒起飛時刻0434.

1.2.5 全模式排序

AMAN系統計算出的排序依據是通過軌跡計算得出的ETA。為了找到最優化序列，AMAN系統圍繞其最佳位置的飛行比較了不同的序列位置，并評價了每個實驗位置的優化功能。此優化函數總結了該序列的總延遲為懲罰值，并就飛行的優選位置增加了一個額外的適應性的懲罰值。當懲罰值最小時，AMAN系統會將該航班放在相應的序列里。這個序列位置表述了計劃落地時間（STA）。這個優化過程適用于航班的重排序，在這個優化過程中，AMAN系統只會將要重排序的航班進行排序，其他航班在序列中位置保持不變。

1.2.6 落地航班的重排序與重新計劃

給定順序航班的自動順序更改（稱之為“重排序”）和自動更改計劃時間而不改變順序（稱之為“重計劃”），是由一系列外部事件觸發的。對于重排序而言，額外的區分是通過全局和部分重排序實現的。重排序包括序列的重計劃。全局重排序是一種會影響好幾個航班順序的操作，它是不斷變化全局順序參數的結果。全局重排序將通過改變跑道的方向實現。跑道方向改變后，所有的航班將被重新排序，時間間隔將會增長。部分重排序是只改變一個航班序列的操作，如果發生以下事件，將會觸發該程序：①飛行航路改變。如果新的航路還是能到達原跑道，那么，重排序只有在|STA-ETA|的絕對值（比如延誤）增大的時候才會增強。②航班得到了優先權。③新航班插入序列。④手動提交了自動重排序的請求（觸發新的最佳排序搜索）。⑤該航班的預計到達時間變化超過一個閾值，并且飛行仍處于自由排序的一部分，并且|STA-ETA|（即延遲）呈增加趨勢。⑥航班飛過了最終進近定位點。最初的排序和自動重排序，例如，ETA發生了重大的變化，包括優化航班排序位置。重計劃不會改變航班排序位置，而只是修改計劃時間的一種操作。

下列事件的發生將會觸發重計劃：①先前位置的航班計劃時間改變；②同跑道連續航班的間隔被改變；③插入了起飛時間，或保留了起飛時間；④一個額外的間隔持續時間被改變；⑤航班的ETA被改變，但是，改變小于閾值；⑥航班ETA改變，且航班已經處在凍結狀態。對于處在有限狀態的航班是可以例外的，它們可以在自由部分改變序列位置，即便是上述情況也是可以的，這樣做是為了保證它們零延誤。

圖2 系統給定延誤數值

1.2.7 延誤建議

AMAN系統使用航路處理功能計算出航班的預計ETA，并根據系統設置的排序規則得出計劃的STA。STA即為系統提供的計劃到達時間。系統計算出航班的延誤建議為：延誤＝STA－ETA。延誤可以是正值（需要追及時間）或是負值（需要消耗時間），延誤建議會通過人機界面提供給管制員。同時，AMAN系統持續監控軌跡位置，并且會根據ETA和STA的變化做出相應延誤的更新。系統會根據延誤值的多少提出延誤建議，其支持5種不同的延誤吸收程序，即：①建議航班更改航路，小范圍機動飛行；②建議航班盤旋等待（適用于大范圍延誤）；③建議航班調速；④建議航空器地面等待（適用于情報區內起飛到本場落地的短航線航班）；⑤建議地面等待時間。系統給定延誤數值如圖2所示，圖2白框中的數字即為延誤建議數值。

1.2.8 預演What-if

烏魯木齊區管中心所運行的AMAN支持排序推演功能，即在預演重要的場景調整結果，以便管制員能有效評估調整效果。啟用What-if功能時，基于當前時刻的真實數據進行推演，修改What-if推演的序列不會影響真實的運行序列。What-if推演支持以下人工操作方式：①在線更改跑道的運行模式；②設定跑道的臨時關閉時段；③修改某一航班的降落跑道；④為航班分配無延遲的優先級；⑤對某個航班重新排序；⑥對某個航班去排序；⑦修改跑道的到達間隔；⑧方式調整航班的降落時間；⑨分派額外的到達間隔；⑩修改航班的優先級；?修改航班的STAR；?修改航班的等待區。

2 功能需求及優化項

2.1 計量點間隔MIT應設置為在線可調參數

在具體工作中，建議將計量點間隔MIT參數劃設為跑道策略中的在線可調整參數，以便各管制單位間因協議變更在移交間隔期可以隨時在線進行相關調整。

2.2 相關信號源應包涵ADS-B信號

在新疆區域內有ADS-B信號相關，在今后幾年內會大范圍覆蓋，因此，ADS-B相關應作為可靠的監視源信號，應將ADS-B和雷達信號相關做等效處理。

2.3 人工干預做權限區分

對于人工干預的AMAN排序，優先級別高的干預，較低級別的干預是不可操作或無效的，以避免人為干預引發不必要的問題出現。對于操作權限，建議后期優化可劃分為4類不同的權限，即總主任、流量室主任和終端管制主任、區域主任和塔臺主任、一般管制員。

3 結束語

AMAN系統作為航班進港排序輔助決策系統，能有效降低管制員的疲勞強度，縮小管制員個體間的技能差異。負責調配進港排序的進近管制員參照AMAN系統的排序建議，能盡早制訂調配預案，集中精力進行五邊間隔精細化，提高綜合保障能力。同時，要將AMAN系統應用到實際生產運行中還需要一個探索磨合的過程，一方面，需要管制單位調整工作模式，加強管制員對系統的熟悉度和掌握度；另一方面，需要深入開發系統功能，使之滿足不斷發展的管制需求。

［1］陳閩哲，孔令罡.沈陽進港排序管理系統功能淺析［J］.空中交通，2015（3）：3-5.

V355

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.02.009

2095－6835（2018）02－0009－03

本文部分參考文獻因著錄項目不全被刪除。

張笑寒（1990—），男，江蘇南通人，管制員。

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