空域規(guī)劃的安全性評(píng)估模型研究綜述

趙楠

（中國(guó)民航西北地區(qū)空中交通管理局，陜西 西安 710000）

近年來(lái)隨著社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展，我國(guó)對(duì)空中交通管制的的建設(shè)越來(lái)越重視，為了保障民航的空中管理，滿足當(dāng)前我國(guó)剛運(yùn)輸量的現(xiàn)狀，我國(guó)對(duì)當(dāng)前的空中規(guī)劃采取了多項(xiàng)措施，進(jìn)行管理。目前我國(guó)通過(guò)改善當(dāng)前的航道，對(duì)航道進(jìn)行合理規(guī)劃，通過(guò)衛(wèi)星和當(dāng)前的高新技術(shù)對(duì)我國(guó)的航道進(jìn)行監(jiān)管，維護(hù)我國(guó)空中交通的安全穩(wěn)定。由于當(dāng)前我國(guó)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(guó)需要對(duì)當(dāng)前的空中的規(guī)劃進(jìn)行安全評(píng)估。相對(duì)于國(guó)外來(lái)說(shuō)我國(guó)的空域安全評(píng)估存在明顯的不足，所以需要通過(guò)與國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)我國(guó)空域安全中的不足之處，通過(guò)改善，不斷的完善我國(guó)空域的安全性。

一、空域規(guī)劃方案安全性評(píng)估分析

最初的時(shí)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(chǎng)采集，但是現(xiàn)場(chǎng)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(guò)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(duì)空域安全性進(jìn)行評(píng)估已經(jīng)不需要依靠公式推算了，而是通過(guò)先進(jìn)的計(jì)算機(jī)模擬飛行。

（一）概率解析法

在世界各國(guó)中對(duì)空域規(guī)劃的方案，都是通過(guò)縮短兩個(gè)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(guò)概率解析法對(duì)兩個(gè)空域之的間間隔標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，而且概率解析法在運(yùn)用的時(shí)候只能通過(guò)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(duì)空域的規(guī)劃方案進(jìn)行安全性評(píng)估。

Reich模型。Reich模型是最早的空域安全性評(píng)估模型之一，在1976年前后就已經(jīng)開(kāi)始使用，最典型的事件是對(duì)北大西洋的空域安全進(jìn)行評(píng)估。這種模型可以通過(guò)兩個(gè)固定的航線之間的距離，對(duì)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(xiǎn)事件的概率，并且計(jì)算出最合適的間隔距離。通過(guò)這種方式所計(jì)算的結(jié)果準(zhǔn)確性非常高，在空域規(guī)劃安全性能評(píng)估中占有重要的位置。

交叉航路模型。這種計(jì)算方式是目前最簡(jiǎn)單的一種空域安全評(píng)估方式，不停的航道之間難免會(huì)存在交叉點(diǎn)，這種評(píng)估方式就是通過(guò)計(jì)算不同時(shí)間不同速度的飛機(jī)在飛行過(guò)程中，經(jīng)過(guò)交叉點(diǎn)的時(shí)間，以此來(lái)推測(cè)，不同航道的飛機(jī)能否在交叉點(diǎn)發(fā)生碰撞。

事件模型。這種測(cè)量方式是根據(jù)飛機(jī)飛行的時(shí)間所產(chǎn)生的比率計(jì)算，所以這種方式可以對(duì)任何的飛行航道和飛行器進(jìn)行研究，計(jì)算簡(jiǎn)單，結(jié)果明顯，但是這種方式有一個(gè)缺點(diǎn)，那就是只能計(jì)算同一個(gè)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(píng)估模擬方法

在空域規(guī)劃方案安全評(píng)估模擬中最主要的方法有兩種，分別是實(shí)時(shí)模擬和快速模擬。其中實(shí)時(shí)模擬最開(kāi)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(shí)際情況總是存在差別，所以實(shí)時(shí)模擬中存在一定的誤差，所以在實(shí)驗(yàn)的時(shí)候得到的結(jié)果總是不盡人意。快速模擬是在實(shí)時(shí)模擬的基礎(chǔ)上進(jìn)行多次的模擬實(shí)驗(yàn)，得到最終的結(jié)果，雖然這種方式速度快操作方式簡(jiǎn)單，但是最終得到的結(jié)果精確度不夠。

二、國(guó)內(nèi)空域規(guī)劃方案安全性評(píng)估

（一）國(guó)內(nèi)安全性評(píng)估方法研究現(xiàn)狀

我國(guó)對(duì)于空域規(guī)劃方案安全性的研究是因?yàn)轱w行器之間的間隔計(jì)算才產(chǎn)生的。在二十世紀(jì)九十年代的時(shí)候我國(guó)通過(guò)雷達(dá)監(jiān)測(cè)下最小的航道距離與飛機(jī)接受雷達(dá)信號(hào)飛行時(shí)彼此之間的最小距離問(wèn)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(wèn)題進(jìn)行研究。隨后為了保證航道之間的安全距離，開(kāi)始對(duì)Reich模型進(jìn)行研究，以此來(lái)推算我國(guó)空域航道之間的距離是否安全。到2008年的時(shí)候通過(guò)對(duì)碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型的研究，分析不同模型之間對(duì)于航道間隙評(píng)估的有適合劣勢(shì)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(píng)價(jià)三個(gè)方面。

（二）國(guó)內(nèi)安全評(píng)估系統(tǒng)研究現(xiàn)狀

我國(guó)自主研發(fā)的空域規(guī)劃方案安全性評(píng)估曾經(jīng)對(duì)我國(guó)上海、北京等空域航線繁雜的城市進(jìn)行評(píng)估，通過(guò)當(dāng)?shù)貦C(jī)場(chǎng)飛機(jī)的容量和運(yùn)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(wèn)題，需要在今后的發(fā)展中不斷的完善。

三、空域安全評(píng)估研究發(fā)展對(duì)策

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

1.完善我國(guó)當(dāng)前的空域評(píng)估機(jī)制，加大研發(fā)力度，提高自主研發(fā)的動(dòng)力。再融合國(guó)外優(yōu)秀的經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況建立適應(yīng)我國(guó)發(fā)展的空域評(píng)估制度。

2.我國(guó)當(dāng)前對(duì)于空域規(guī)劃方案安全性的評(píng)估，過(guò)度的依賴概率解析方法，需要加強(qiáng)快速模擬和其他評(píng)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(píng)估方式。總結(jié)當(dāng)前在空域評(píng)估研究中取得的成果和問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)研究中的不足之處，對(duì)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(lái)按照兩者結(jié)合的評(píng)估方式。

結(jié)語(yǔ)

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