空中交通流量管理中地面等待策略問題的研究

趙文

【摘 要】隨著我國空中交通要求的不斷提高，研究空中流量管理的現狀與發展凸顯出重要意義。地面等待是解決空中交通擁堵的主要方式，具有安全性和經濟性高的優點，本文首先對相關內容做了概述，分析了空中交通流量管理的地面等待策略，并以此為基礎，研究了空中交通流量管理中的地面等待分析，闡述了個人看法。

【關鍵詞】空中交通 流量管理 現狀 發展

1 前言

空中交通事業的不斷進步發展，對空中交通流量的合理管理提出了新的要求。該項課題的研究，將會更好地提升空中交通流量管理現狀與發展的掌控力度，從而有效優化空中交通流量管理的最終效果。

2 概述

在空中交通運輸領域，航空延誤是比較常見的空中交通運輸問題，往往會因為航空延誤問題造成極大的經濟損失。目前，隨著社會經濟的飛速發展，各國間的經濟貿易往來日益頻繁，空中交通運輸流量不斷增加，致使部分航路出現流量過大，出現擁擠問題，加劇了空中交通流量同空域容量間的矛盾沖突，進而出現航空延誤現象；為了能夠給空中交通運輸提供良好的空域環境，提高交通運輸的實效性，加強對控制交通流量管理技術分析具有十分重要的現實意義。

3 空中交通流量管理的地面等待策略

地面等待是指讓飛機在地面等待的方式控制和管理空中交通流量的一種策略，通過地面等待達到航空流量與空域容量、地域容量相匹配的目的，從而實現提高航空資源的利用效率，盡可能減少航班空中等待，保證航空飛行安全[1]。地面等待策略的本質在于用地面等待替代空中等待，及提高安全性，也更加經濟可行。根據不同的分類標準，地面等待有以下多種類型：

（1）以決策制定時間進行分類，地面等待可分為靜態和動態兩類。靜態是指在求解模型前已做好所有決策，例如當前某時段內計劃航班數、起飛及降落時間都已事前確定；動態是指求解模型前未確定固定決策，而是根據情況不斷更新決策。（2）以機場容量是否確定進行分析，地面等待可分為確定性和隨機性兩類。空中交通操作請求和機場容量之間的矛盾是地面等待問題的核心，但是只有操作請求才可以預測和確定，而機場容量受天氣以及其它不確定因素的影響，機場容量處于不斷變化和不可預測狀態。（3）以對象機場多少進行分類，地面等待可分為單機場地面等待和多機場地面等待兩類。單機場地面等待是指目標機場單一，它是地面等待問題研究初期重點研究方向；多機場等待是基于單機場地面等待中的問題產生的。（4）以系統驅動模式進行分析，地面等待可分為時間驅動和事件驅動兩類。時間驅動是根據時間區間進行研究的地面等待模式，事件驅動是指把航班起飛、到場著陸視為輸入事件，相應的時刻作為系統的服務時間。

4 空中交通流量管理中的地面等待分析

4.1 單機場靜態地面等待分析

隨機性的最大特點為目標機場容量的不確定性，國外研究學者Richetta和Odoni針對對單機場靜態隨機地面等待提出一個地面等待模型，即RICHETTA模型。該模型最大的優點在于考慮目標機場到場容量的隨機性，而且該模型可以整組處理到場飛機航班，忽略單個航班引起的復雜的約束條件。但是，該模型存在的缺點也較多，例如決策變量數量多、模型規模大，增加求解難度，而且是否可用線形規劃方法求解該模型仍有待證明[2]。

4.2 多機場地面等待分析

多機場地面等待最為明顯的特點在于它需要考慮各個機場之間的相互聯系和相互影響引起的網絡效應。多機場地面等待模型有BS、VBO等，以Bertsimas和Stock針對對機場地面等待提出BS模型為例[3]。BS模型為了簡化操作，只考慮擁擠由目標機場到場容量限制造成的情形。和單機場地面等待模型相比，該計算模型考慮了多個機場之間相互聯系對地面等待的影響，因而多機場地面等待模型較單機場地面等待模型更貼近空管系統實際運行情況。另外，BS模型相比于VBO以及其它多機場地面等待模型，BS模型還有更多的優點，例如形式間接、求解速度快、可利用對應松弛問題求得最優解等等。但是BS模型設計作者并未明確指出BS模型與對應松弛問題之間的相互關系，更沒有從理論上證明兩者之間的關系，因而BS模型仍屬于求解過程較為繁瑣和費事的模型。

4.3 基于事件驅動的地面等待策略

基于事件驅動的地面等待策略主要研究對象是有航班起降事件產生的樣本路徑，具體操作為利用有限擾動分析技術預測估計變動對系統性能和等待產生的延遲費用產生的影響。國外研究人員Panayiotou和Cassandras借助某機場的情形設計出基于事件驅動的地面等待策略。該模型具的優點較為明顯。它屬于分布式地面等待計算模型，可所占性強；模型計算簡單，計算機內存消耗小，易執行；可用于處理如同軍用飛機等未知飛行物；同時該模型還無需進行優化離散處理，方便了計算處理。但是，該模型也具有一些缺點，如沒將機場間的網絡效應納入考慮范圍，部分情況在多機場環境下不成立。

5 結語

綜上所述，加強對我國空中交通流量管理現狀與發展的研究分析，對于該項工作良好效果的取得有著十分重要的意義，因此在今后的實踐中，應該加強對空中交通流量管理的重視程度，并注重具體實施措施的可行性與科學性。

參考文獻：

[1] 吳云鋒.空中交通流量管理服務的重要作用與管理方法[J].科技傳播，2012（20）：59-60.

[2] 孫帥，王興隆.基于改航策略的空中交通流量管理方法研究[J].黑龍江科技信息，2011（12）：80-82.

[3] 沈敏.中南地區協同流量管理系統設計研究[J].中國民航飛行學院學報.2012（12）：88-89.