空域規(guī)劃的安全性評估模型研究綜述

趙楠

（中國民航西北地區(qū)空中交通管理局，陜西 西安 710000）

近年來隨著社會的穩(wěn)定發(fā)展，我國對空中交通管制的的建設(shè)越來越重視，為了保障民航的空中管理，滿足當(dāng)前我國剛運輸量的現(xiàn)狀，我國對當(dāng)前的空中規(guī)劃采取了多項措施，進(jìn)行管理。目前我國通過改善當(dāng)前的航道，對航道進(jìn)行合理規(guī)劃，通過衛(wèi)星和當(dāng)前的高新技術(shù)對我國的航道進(jìn)行監(jiān)管，維護(hù)我國空中交通的安全穩(wěn)定。由于當(dāng)前我國航道的改善和空中服務(wù)質(zhì)量的提高，以及民航組織的需求，我國需要對當(dāng)前的空中的規(guī)劃進(jìn)行安全評估。相對于國外來說我國的空域安全評估存在明顯的不足，所以需要通過與國外發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)我國空域安全中的不足之處，通過改善，不斷的完善我國空域的安全性。

一、空域規(guī)劃方案安全性評估分析

最初的時候空域規(guī)劃方案安全性要求所需要的數(shù)據(jù)必須要在現(xiàn)場采集，但是現(xiàn)場的采集中受到各種因素的限制，缺乏相應(yīng)的技術(shù)，所以很多情況下都是通過公式進(jìn)行推算，得出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。但是隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在我們對空域安全性進(jìn)行評估已經(jīng)不需要依靠公式推算了，而是通過先進(jìn)的計算機(jī)模擬飛行。

（一）概率解析法

在世界各國中對空域規(guī)劃的方案，都是通過縮短兩個空域之間的安全距離，在保證安全的前提下盡可能多的規(guī)劃航道。空域之間的間隙是否安全需要通過概率解析法對兩個空域之的間間隔標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算，而且概率解析法在運用的時候只能通過封閉式的數(shù)學(xué)方程進(jìn)行模擬。概率解析方法Reich模型、交叉航路模型和事件模型對空域的規(guī)劃方案進(jìn)行安全性評估。

Reich模型。Reich模型是最早的空域安全性評估模型之一，在1976年前后就已經(jīng)開始使用，最典型的事件是對北大西洋的空域安全進(jìn)行評估。這種模型可以通過兩個固定的航線之間的距離，對在兩條航線上進(jìn)行飛行的飛機(jī)所攜帶的飛行器之間發(fā)生危險事件的概率，并且計算出最合適的間隔距離。通過這種方式所計算的結(jié)果準(zhǔn)確性非常高，在空域規(guī)劃安全性能評估中占有重要的位置。

交叉航路模型。這種計算方式是目前最簡單的一種空域安全評估方式，不停的航道之間難免會存在交叉點，這種評估方式就是通過計算不同時間不同速度的飛機(jī)在飛行過程中，經(jīng)過交叉點的時間，以此來推測，不同航道的飛機(jī)能否在交叉點發(fā)生碰撞。

事件模型。這種測量方式是根據(jù)飛機(jī)飛行的時間所產(chǎn)生的比率計算，所以這種方式可以對任何的飛行航道和飛行器進(jìn)行研究，計算簡單，結(jié)果明顯，但是這種方式有一個缺點，那就是只能計算同一個水平面之間的航道，需要進(jìn)一步研究。

（二）空域規(guī)劃方案安全性評估模擬方法

在空域規(guī)劃方案安全評估模擬中最主要的方法有兩種，分別是實時模擬和快速模擬。其中實時模擬最開始是用于飛行器的模擬，并且在取得了一定的成果，但是由于模擬與實際情況總是存在差別，所以實時模擬中存在一定的誤差，所以在實驗的時候得到的結(jié)果總是不盡人意。快速模擬是在實時模擬的基礎(chǔ)上進(jìn)行多次的模擬實驗，得到最終的結(jié)果，雖然這種方式速度快操作方式簡單，但是最終得到的結(jié)果精確度不夠。

二、國內(nèi)空域規(guī)劃方案安全性評估

（一）國內(nèi)安全性評估方法研究現(xiàn)狀

我國對于空域規(guī)劃方案安全性的研究是因為飛行器之間的間隔計算才產(chǎn)生的。在二十世紀(jì)九十年代的時候我國通過雷達(dá)監(jiān)測下最小的航道距離與飛機(jī)接受雷達(dá)信號飛行時彼此之間的最小距離問題，飛機(jī)縱向飛行中的間隔概率，以及在存在誤差的情況下空域航道之間的最小間隙等問題進(jìn)行研究。隨后為了保證航道之間的安全距離，開始對Reich模型進(jìn)行研究，以此來推算我國空域航道之間的距離是否安全。到2008年的時候通過對碰撞風(fēng)險模型的研究，分析不同模型之間對于航道間隙評估的有適合劣勢非別是什么，由此得出了影響飛行器間隔分析的為主要是模型限制、管制意圖和安全評價三個方面。

（二）國內(nèi)安全評估系統(tǒng)研究現(xiàn)狀

我國自主研發(fā)的空域規(guī)劃方案安全性評估曾經(jīng)對我國上海、北京等空域航線繁雜的城市進(jìn)行評估，通過當(dāng)?shù)貦C(jī)場飛機(jī)的容量和運行情況進(jìn)行分析，最終的處理明確的結(jié)果，但是在算法中還存在一定的問題，需要在今后的發(fā)展中不斷的完善。

三、空域安全評估研究發(fā)展對策

國外在空域規(guī)劃安全性評估方面研究較早，而且在研究方面也比我國更加的深入。我國當(dāng)前的評估方式和仿真模擬基本都是從國外借鑒而來的，在技術(shù)上還缺乏創(chuàng)新。根據(jù)國外當(dāng)前的研究現(xiàn)狀，提出以下幾點建議：

1.完善我國當(dāng)前的空域評估機(jī)制，加大研發(fā)力度，提高自主研發(fā)的動力。再融合國外優(yōu)秀的經(jīng)驗的同時，結(jié)合我國的實際情況建立適應(yīng)我國發(fā)展的空域評估制度。

2.我國當(dāng)前對于空域規(guī)劃方案安全性的評估，過度的依賴概率解析方法，需要加強(qiáng)快速模擬和其他評估方法的研究。概率解析方法雖然使用方便，但是本身存在局限性。

3.研發(fā)解析和模擬相結(jié)合的評估方式。總結(jié)當(dāng)前在空域評估研究中取得的成果和問題，發(fā)現(xiàn)研究中的不足之處，對解析和模擬方法給予同等的重視，促進(jìn)兩者共同發(fā)展，力求在不就得將來按照兩者結(jié)合的評估方式。

結(jié)語

我國當(dāng)前的空域規(guī)劃中還存在明顯的不足，與國外相比還比較落后，自主研發(fā)的成果不足，所以我國應(yīng)該借鑒國外的經(jīng)驗，加強(qiáng)在空域安全性評估方面的研究，實現(xiàn)自主研發(fā)。