空中交通管理中的地面等待策略解析

李俊宣

我國空中交通事業不斷飛速發展，對于空中交通合理管理提出了各種新要求，全面研究空中交通管理，可以解決空中交通管理存在的問題，更好的掌控空中交通流量情況，更好的優化控制交通流量管理。

1 飛機在地面等待的原因和影響

當前我國經濟不斷高速發展，旅游業也開始蒸蒸日上，開始由越來越人選擇乘坐飛機出門旅行，但是在這個過程中很容易就會遇到航班延誤等問題。例如云南昆明長水機場因為受到惡劣天氣的影響，取消了450架次航班，滯留了7600名旅客。飛機航班延時會影響到乘客出行，帶來各種不便，同時也極大的影響到航空公司的經濟效益，甚至還會損害航空公司的聲譽，同時航班延誤會地帶來各種安全隱患，這是因為機場和飛行領域具有很多不確定因素。通過控制交通流量管理可以保障民航管理和航空公司的管理。通過控制交通管理，可以有效的降低延誤損失。當前主要利用地面等待策略減少控制交通堵塞等問題，在機場營運高峰時期，讓部分乘客在機場等待，這樣一來可以避免空中堵塞，這是因為已經知道航班會出現延遲，那么就選擇在地面上延遲，這樣更加安全，也更加經濟。

但是這需要考慮到整個機場網絡，掌握機場各節點承載量，在起飛之前對于航班在機場的起降進行綜合協調，這樣可以緩解堵塞問題的發生，在最大限度上優化航班的調度。

2 概述地面等待策略

地面等待指的就是通過讓飛機在地面等待，對于控制流量給予控制和觀里，通過地面等待可以匹配航空流量和空域容量等，這樣可以使航空資源的利用效率得到提高，避免發生航班延誤等問題，還保障航空的飛行安全性。地面等待策略主要就是由地面等待代替空中等待，提高航空飛行的安全性，這種方法也具備經濟性和可行性。以下是幾種不同的類型：

以決策制定時間為基礎，實施有效的分類，地面等待可以分成靜態和動態兩種類型。靜態指的就是在求解模型之前做好所有決策，例如已經事先確定好當前某時段內的計劃航班數和起飛以及降落時間。動態指的額就是在求解模型之前沒有確定固定的決策，需要根據實際情況不斷更新決具體的決策。

結合機場容量進行確定，地面等待可以分成確定性和隨機性兩種類型，地面等待問題的核心就是控制交通操作請求和機場容量的矛盾，但是只有發出操作請求才可以實施預測，因為天氣等不確定因素會影響到機場容量，機場容量不斷發生變化，處于不可預測的狀態。

結合對象機場進行分類，地面等待可以分為單機場地面等待和多機場地面等待兩種類型。單機場地面等待指的就是目標機場比較單一，這也是研究初期重點研究的方向。以單機場等待問題為基礎，產生多機場等待。

以系統驅動模式為基礎進行分析，地面等待主要包塊時間驅動和事件驅動兩種類型，時間渠道以時間區間為基礎進行研究，事件驅動的輸入事件為航班起飛和到場著陸等，系統服務時間就是相應的時刻。

3 分析空中交通管理中的地面等待策略

3.1 分析單機場靜態地面等待

隨機的目標機場容量是不確定的，國外研究學者對于單機場靜態隨機地面等待提出RICHETTA模型。這個模型全面的考慮了目標機場的場容量的隨機性特征，這個模型可以對于到場飛機航班實施整組處理，由單個航班造成的復雜約束條件給予忽略，但是這種模型也存在較多的缺點，例如決策變量數量比較多，模型規模也非常大，使求解難度由此增加。

3.2 分析多機場地面等待

多機場地面等待需要考慮到各個機場的相互聯系和相互影響。多機場地面等待模型包括BS、VBO等。BS模型可以使操作不斷簡化，只是考慮目標機場容量限制機場的情況，對比單機場地面等待模型，計算模型需要聯系多個機場的相互聯系，考慮對于地面等待的影響，因此多機場地面等待模型更加貼近空管系統實際運行情況。此外BS模型的優勢也有很多，例如求解速度非常快，可以針對松弛問題獲得最優解等。但是設計者沒有明確BS模型和松弛問題的相互關系，也沒有將二者的關系在理論上給予證明，因此正在求解比較復雜的模型上利用BS模型。

3.3 事件驅動的地面等待策略

事件驅動地面等待策略利用事件驅動模型代替時間驅動模型，對于地面等待策略影響下的離散事件的動態系統進行綜合分析。這種方法主要研究因為航班起降產生的樣本路徑，利用有限擾動分析技術產生的延遲費用的影響。國外研究人員結合某個機場，設計出事件驅動地面等待策略，這種模型具有明顯的優勢，屬于分布式地面等待計算模型，具有較強所占性，模型計算起來非常簡單，計算機內存消耗比較小，執行起來也非常簡單。但是這種模型需要實施優化離散處理，使計算處理變得更加方便。但是利用這種模型如果沒有在考慮范圍當中納入機場之間的網絡效應，那么在多機場環境下，部分情況是不成立的。

總之利用地面等待策略可以縮減空中交通擁塞等問題，需要考慮到問題的理論性和實用性兩個方面，深入的分析：模型建立要具備針對性，不同機場和不同航線建立的模型目標函數和約束條件等方面都具有巨大的差別，首先需要以研究對象為基礎，建設對應的模型，建設的模型需要全面的考慮到現實條件，要具備一定的側重點，有的時候也可以結合一定情況變化，改進原有模型，保障工作量不能過大。求解算法的高效性：因為地面等待策略屬于一種大規模的優化問題，因此利用簡單高效的求解方法可以使策略實施的實時性和準確性得到提高，同時也可以節約各方面資源。軟件編制的專業性：當前針對單機場地面等待問題，一些求解軟件的魯棒性和兼容性等方面都要實施改進，對于多機場地面等待問題甚至還沒有設計出相關的求解軟件。系統運行的魯棒性：問題研究對象是飛機，直接關系到人民群眾的生命財產安全，因此建立的實際系統需要具備成熟性和穩定性，系統當中需要包含各種誤差，例如因為天氣變化等藝術導致原始數據發生變化，通過積累過程處理的誤差，全面的考慮到管制人員的個人能力和不確定性等方面。

4 結束語

通過以上綜合的論述，我國航空事業不斷高速發展，也相應的增加了機場容量需求，為了滿足不斷增長的容量需求，需要建立高效的地面等待策略，科學合理的優化我國航空交通管理制度，提高對于我國天空容量和地面容量的實際利用量，使我國航空交通環境不斷改善。加強研究我國空中交通管理現狀和未來發展，有利于這項工作獲得更好的效果，因此在今后實踐當中需要更加重視交通流量管理，保證實施措施的可行性和科學性。