空域評估模型構建及其在空中交通管理中的應用分

析顧乾

摘 要：想要做好空中交通管理工作，就需要對某一區域中的運行容量準確計算。在空中區域運行流量管理的問題中，需要將整體空中系統的某些容量作為建立模型的約束，空中交通管理系統的飛行容量估計是空域安全管理的基礎。而空中加公共交通容量的預估是否可以完全準確，直接影響流量管理實施的效果。本文主要闡述了空域評估模型構建，以及在空中交通管理中的運用，以望起到參考作用。

關鍵詞：空域評估;模型構建;交通管理

傳統的空中交通模型與現代化交通運輸模型具有較大的差異，因此需要在原有的模型基礎上，結合空中交通航路飛行的實際情況，進一步人是構建全新的航路容量模型。

一、構建模型需要考慮的因素

1.1航路高度層配置對航路容量的影響

傳統的空中航路容量評估模型中基本存在兩個方面的內容，首先是每一個高度的飛機容量高度飽和的情況下，就確定用這種方法計算飛機航線的最終容量，但是這個結果只會導致在飛行過程中的航空器都集中在比較小范圍的高度，而那些高度層可能容納的飛機容量是有限的，且在實際飛行過程中并不是完全可行，因此這種模型既不能將高度層劃分為主要和備用兩個方面，也無法體現出各個高度層之間的差異。第二種模型就是計算某些運用率比較高的高度從容量，這種計算結果會得出某些高度層的瓶頸容量，無法對整個飛行流域的容量進行概算。這個模型的缺陷在于統計范圍較小。可以看出下漢庭的航路容量估計模型具有一定的局限性。因此，在構建航路評估模型的過程中，需要針對不同的機型選擇相應的高度層，并劃分出主要和備用高度層，并與空中交通將要出現風險的時候可以進行及時的調配。然后，注重設置不同高度層之間的流量比例，并通過這種方式得出最終的線路容量，用以概括整個空中流域的航路運行整體情況，最終展現不同高度層之間的差異。

1.2備用高度層的運用對于整體航域容量的影響

在實際飛行之中，備用高度層會直接影響整體航路的容量，但是以上兩種傳統航路模型并沒有重點關注備用高度層的作用。第一種航線評估模型沒有劃分主要和備用兩個方面的迷行，整體化的模型構建讓每個高度層的容量都十分飽和。而第二種模型相較于第一種模型而言則比較注重細節，只設置一些主要高度層，沒有考慮到備用高度層的設計。但是，備用高度層對于整體設計的重要性不言而喻，只有將主要高度層與備用高度層共同結合，才能獲取更廣闊的調配空間。但是構建這種模型的主要問題便是如何較好地體現備用高度層的作用。為了區分主用高度層和備用高度層之間的差異，特地設置一個主用高度層航空器的占有率。通過這個設置體現航空器對于兩個高度層的使用情況。主用高度層的佔有率，不僅反映了兩個高度層之間的使用情況，還可以體現空中流域管理人員的支配能力。主用高度層具有較高的占有率，則整體系統支配能力不強，空中流域系統的容量較低。相反，中高層的佔用率越低，整體系統的支配能力就越高，空中流域的容量就會越大。如果主用高度層的佔用率接近百分之百，那么備用高度層都會處于完全空閑的狀態，沒有得到完全利用。

二、空域評估模型構建算法

如果在同一高度從的航路中，出現交叉點，那么情況比較復雜。這種情況就需要通過設置相應的管制規則來對不同航路的飛行器作出限制。而對于不同飛行器在同一高度層的匯聚飛行，航路容量還需要考慮具體航路之間的飛機流。

由于各個飛機產生沖突的時間與航路之中的飛機流配置直接相關，因此需要求出某一高度層飛機航路相遇的時間范圍。首先我們需要了解該航空領域中，各個航路容量的計算方法。設置某一個高度同為主用高度層，將他的飛行時間與其他的高度層進行詳細對比，如果主要高度層的時間較大，那么他就會成為制約整體航路容量的重要因素。如果這個時間不是最小，那么在此高度層的交叉飛行也并不是制約整體航路的重點因素，在時間不是最小的情況下，往往航路容量是需要結合其他高度層的實際飛行情況來決定。需要注意的是，從一般區域的飛機容量計算方式來看，飛行流域的航路容量計算需要將航路容量的計算方法作為基本，該區域之內包含了較多的高度層的飛機航線。但是，好路區的容量并不是等于各個高度層航線的簡單加和。對某一飛行區域而言，其中包含的飛行航路就可以直接分為主要航路和輔助航路，需要考慮的是都是主要航路的情況下，也會存在一些流量上的差異。另外，對于某些空中區域的流量而言，航路之間存在較多復雜的拓撲結構，這在一定程度上直接影響了整體區域的航路容量，而對于某些終端區的情況則更加復雜。由于各個終端區具有變化形式較大的飛行高度，都會產生更多的限制因素，因此，如果只是在理論層面建立模型就會比較困難，對于我國實際飛行狀況而言，建立航空模型需要有以下幾個條件作為基礎。

（1）各個航空器需要依照設置好的離場順序來飛行，雷達只能作為監控設施。

（2）如果某一空域之中存在某一航路，不僅可以進場還可以完成離場，做進出的航空器都需要存在一些高度層面上的間隔。

（3）對于某些航空器之間的交叉點，需要依照已經設定的程度，在終端構建不同飛行器在同一飛行點與時間之間的對應關系。

三、構建這種模型需要經過步驟

（1）分析飛行器的類型，并將各個型號的比例，進出場流通情況在不同飛行點之間的比例來產生相應的飛機流。

（2）通過設定的程度統計飛行器放行 的時間

（3）在飛行器需要進場或者離場的過程中，需要依照時間相近的兩個飛行器之間的航線，跑到占用情況，各個飛機進場路線以及近飛行階段上是否存在一些沖突等。

（4）在不存在沖突的情況下，安排飛行器的進出。如果存在一定的沖突則等待適當的時機避免沖突。

（5）對于某些已經完成飛行的飛行器 ，在終端的列表中及時刪除，避免出現混淆情況，影響后續飛行器進出終端區的判斷。

（6）如果飛行器在完成飛行的過程中就可以獲取一個總的飛行時間，那么可以根據模型中統計的飛行器數量，除以實際飛行的時間，最終得出該 飛行流域的航線容量。

總結：本文針對空中交通管理問題，分析了構建模型需要考慮的因素。闡述了空域評估模型構建，以及在空中交通管理中的運用，以望起到參考作用。

參考文獻：

[1]李印鳳. 復雜機場終端區空域資源配置關鍵技術研究[D].南京航空航天大學，2015.

[2]王超. 飛行程序運行評估的理論方法及仿真應用研究[D].南京航空航天大學，2012.

[3]黃宸宇. 空管靈活使用空域運行機制及效能評估研究[D].中國民用航空飛行學院，2015.