終端區交通流量管理和研究

夏毅

摘要：我國民用航空業規模隨著改革開放的腳步的擴大，近些年的民用航空快速發展，民用航班起降架次每年增長率大約在百分之十幾。此外，中國的民用航班主要集中在一些經濟發達地區機場和相關空中交通管制地帶，像是在華東地區、華北地區、和中南地區。現在，這些地區相關機場日均起降民航航班數量都接近機場的飽和航班運行數量，造成這些機場和地區嚴重的空中交通排隊，航班大量的盤旋等待，現場放行推遲。航班流量的過多帶來管理成本的增加，影響飛行安全，所以合理有序的管理空中流量跟航班安全息息相關。我們運用了許多算法，比如先進先得等排序算法，在相關機場終端區運用數學模型的算法，提供增加機場容量和空中流量的方法和措施。

關鍵詞：終端區 流量管理 容量

引言：空中交通管制是由空中交通服務和空中交通流量管理組成。民用航空飛機在空中飛行，由于航班數量的增加，需要對航班之間協調管理，也就是空中交通的流量管理。空中交通流量管理能啟到優化空中交通管制服務。ATFM是指為了實現空中交通流量的合理排序，配合保障空域流量與其容納航班能力相對應，更多挖掘空域容納航班數量的容納能力，從而使得空中航班，快速，有序合理流動，增加空中航路利用效率。

一、空中交通流量管理現狀及發展

經過幾十年的建設，我國民用航空空中交通流量管理有了很大的發展，有了標準的統一管理模式，比如上海的流量協同放行系統，科學合理的控制流量完全滿足現在我國民航事業的發展所需的協調放行要求，民航航班正常運行的有了基本的保障，但另一方面管理體系問題和技術標準與西方民航大國比較起來，還有許多的有待提升的空間，新技術的應用方面還需更多改變，以適應民航快速發展的新的要求。西方國家的民航空中交通管制的現狀，通常是由國家的首都流量管理中心統一管理全國空中民用航班流量，統一進行協調和放行，一對一的航班給予特定發行時間，這其中包括了民用航空航路節點，飛行雷達終端區，還有機場地面放行系統。保證了航空空域得到優化，減少地面航班的延誤情況和空中航班的盤旋等待問題，使得經濟效益最大化。

二、流量管理基本特征

民航空空中交通流量管制室為了使空域最大的使用，充分的利用空域和民用航路資源，使得民用航空飛行器在同一時間和空域得到優化調配，滿足民用航空用戶的需求和空域的容量相配和，以求供求相平衡，達到最優化的空域利用，并且能讓民航使用用戶的經濟效益最大化，符合公平公開的原則。民用航空空中交通流量管理通常需要根據以下影響因素來統一管理空中交通流量，通常應包括空域的可用情況和組成的結構，民用航空空域可利用資源，包括了航空航路，航路之間的交叉口，機場分布，飛行氣象數據，航空情報信息，飛行計劃的預先預判，統一考慮以上因素，做出相應的最優化空中交通流量管理決策。流量管理數學模型當中的時間和空間分兩類介紹。1.將民用航空空中交通流量管理按時間的先后順序可以分為先期，前期，實施三個階段：（1）民用航空航班飛行前期空中交通流量管理，（2）民用航空航班飛行前空中交通流量管理（3）民用航空航班具體實施時空中交通流量管理交或動態空中交通流量管理，調整飛機的飛行方向，角度，速度，高度來滿足空中流量有序的控制和管理，這是管制員實時發布相應管制口令，達到控制流量的方法，2從民用航空空中交通流量管理的空間上劃分，從空間上可以按照飛機所在的位置，機場區域，包括終端區以及航路區域部分。空中交通流量管理主要有以下幾種方法：（1）民用飛機在機場地面延遲起飛等待的方法：（2）轉化為其他地點的策略：（3）在民用飛機即將進入交叉點和區域的適當時間調整飛機飛行的速度和方向：（4）維持飛機有利的飛行高度和航線延伸，讓民用航空航空空中延誤，減少延誤：（5）調整民用航空航路，航線交匯點的飛機循環進入率;（6）民航飛行路徑計算：因為空間航路存在許多影響因素，并且這些因素需要提前預判;（7）民用航空機場終端區的最佳分類方法：最佳的分類方法是合理的區域不同，數學模型的時間差，科學有序的安排飛機，減少不必要的延誤損失。民用航空空中交通流量管理是是依據理論基礎作為交通流量決方案，主要理論基礎是由運行規劃理論，數學模型大系統理論，數學當中的概率的相關理論。ATFM的工作過程可劃分為五個階段：（1）預測系統容量容納能力和民航用戶的需求量：（2）計算未來可能會發生擁堵區域和航路交匯點;（3）解決可能的擁堵情況按照數學模型提出解決方案;（4）延誤損失最小的模型方案;（5）使用最好的方案，緩解交通流量擁堵。

三、終端區流量管策略理

交通流量管理的原則是提前對進出終端區域民用航空飛機排序在我們處理沒有航空終端區交通流量管理的方法中一個較重要的一個方法，民用航空航班正常率在民航現階段是一個比較熱門的話題，而我們的方法就是為了減少航班延誤提高航班正常率科學有序的安排航班排序，避免民用航班相互影響造成延誤，提高航班正常率，合理的安排航班起飛和降落次序。數學模型算法，有相關排序算法如下：（1）先來先服務相關算法（2）定位偏移算法（3）改進先到先服務算法（4）時間推進（時間）算法，優化前后保障架次對比，采用以上優化方案優化后，終端區的容量比優化前增加6.9%。隨著終端區運行效率提升的同時，3類負荷狀態出現時間有所提高，但其并非連續出現，對管制員工作壓力增加有限，仍在合理范圍之內。

結束語：機場終端區空中交通流量是整個流量控制中的一個重要節點，為了減少航班延誤，提高航班正常率，也是空中交通前期流量管理的重要組成部分。終端區民航空中交通流量影響因素跟航路航線的容量及機場有關，因此，航路航線的利用率和空域資源，科學高效提高終端區交通流量，增加空中交通流量，提高航班正常率。