空中交通流量控制的現狀與策略分析

溫濤濤

摘 要：隨著空中交通的發展，空中交通管理中的擁堵問題逐漸顯現，空域資源日趨緊張。作為空中交通管理的重要內容，空中交通流量控制對于減輕空中交通壓力、提高空中飛行安全度以及提升空管運行質量具有十分重要的意義。本文根據空中交通流量控制的現狀和發展要求，結合空中交通管理的新發展趨勢，提出空中交通流量控制管理的優化策略，以期為解決空中交通擁擠問題貢獻一定力量。

關鍵詞：空中交通管理;空中流量控制;空域資源利用

中圖分類號：V355 文獻標識碼：A

近年來，我國空中交通流量管理取得了一定的進步，然而相較于一些發達國家，我國的流量管理還處于起步和探索階段，通過全面分析我國當前空中交通流量控制現狀，有針對性的對空中交通流量控制管理策略進行優化，是新時期我國空中交通事業發展的內在要求。

1 空中交通流量控制概述

空中交通流量控制是指最大限度利用空中交通管制服務（ATC）的容量，在符合空中交通服務當局公布的標準和容量前提下，為飛機運營者提供精準、及時的信息以保證經濟空中運輸實施而開展的服務[1]。空中交通流量控制根據實施時間不同可以分為先期流量管理、飛行前流量管理和實時流量管理，實施空中交通流量管控的基本原則是以先期流量管理和飛行前流量管理為主，以實時流量管理為輔。

從本質上看，空中交通流量控制管理是一種服務，通過實施科學合理的交通流量控制手段，可以進一步規范空中交通流通，使空中交通流通更加有序、快捷，以實現空中交通的最佳經濟狀態，即盡可能準確的預報飛行情況而減少延誤。

2 空中交通流量控制現狀

近年來，空中交通流量迅速增加，為了更好的利用我國的空域資源，中國民航空管系統對行業管理體系進行優化，形成了民航局空管站、地區空管站和空管分局（站）三級管理模式，建立了以區域管制、進近管制、機場管制為主線的三級空中交通服務體系，我國空中交通流量控制也逐步向系統化管理階段邁進，并取得了一定的成績。然而，在取得成績的同時，我國空中交通流量控制中也存在一定的問題，一是技術和管理創新不足，缺乏新時代空管建設的內驅動力，在管理系統應用、更新的全面性和效率上還有待提升;二是流量管理戰略、戰術功能訓練不足，統籌規劃協調能力有待提升;三是在流量管控管理保障層面投入不足，還需要發揮政府、社會等多方力量，共同開展航班運行保障工作。

優化空中交通流量控制的基礎是要摸清空中交通流量的特點，我國空中交通流量具有兩個主要特點，一是空中交通流量增長速度快，對軍航、民航空管系統都造成了極大的壓力，空中交通流量的狀況取決于航線條數及長短、機場和飛機數量、起降架次等。二是，空中交通流量分布不均衡，空中流量集中在了政治中心、經濟中心所在的城市機場，隨著旅游業的發展，文化旅游中心城市機場的流量也在不斷增加[2]。

3 空中交通流量控制管理的策略分析

結合我國空中交通流量特點，做好空中交通流量控制管理要從以技術創新入手，不斷驅動管理創新，強化機構建設和人員管理，建立空管機構、航空公司、機場的協同溝通機制，充分利用各航空公司、機場及空管的運行數據，通過流量管理戰略、預戰術、戰術以及復盤等各功能模塊，有效發揮統籌規劃、協調全局、提升效率的作用[3]。以技術驅動管理創新的空中交通流量控制策略可以從以下幾個方面入手：

（1）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，最基本的問題就是決定哪架航班應該延遲而且應該延遲多長時間，盡可能減少航班空中等待，保證航空飛行安全[4]。我國機場的容量限制突出、航班延遲現象嚴重，應分別從單機場等待策略修正、多機場地面等待策略優化以及基于航班優先級單機場、多機場地面等待策略入手。

單機場修正模型的實際以起飛容量無限大為設想，只考慮因降落機場容量限制因素，即假設條件下的機場容量為機場的起降綜合容量限制。在原有地面等待策略基礎上，把等待成本細化為地面等待成本和延遲成本，并將延遲成本作為目標函數的一部分，以使優策略化后的目標函數變為總的機場地面等待成本和延遲成本最低，這樣的模型更加貼近了當前我國實行的乘客延遲經濟補償政策，所計算出的結果更具經濟性。

（2）機場終端區飛機排序策略。飛機終端區排序問題是終端區流量管理的重要任務。機場終端區飛機排序是一類組合優化策略，利用不同類型飛機之間要求保持的尾流間隔不同的特點，通過采用現代化算法來求解不斷增加的飛機數目以達到減少排序時間的目的。目前，對終端區著陸飛機的排序，還沒有實現全面科學分析和理論計算，單純依靠管制員人工判斷，效率極低。因此，持續開發自動化的排序咨詢系統，利用人工智能優勢，根據單跑道終端區著陸飛機隊列特點，建立優化飛機隊列著陸時間的模型，通過約束條件實現對飛機隊列的各種現實，以實現目標函數的確立，引入計算機編程模擬優化算法，尋求對于終端區飛機排序的最佳策略。

（3）改航策略。惡劣天氣、導航設備故障等問題所產生的航班延誤、改期、備降問題凸顯了空中交通流量管理的重要性，應運而生的改航策略就是空中流量管理的重要組成部分。在特殊情形下，機場、空域容量下降，利用改航策略可以組織航班放飛以及選擇臨時航路避免進入容量限制區域，以降低經濟損失。我國改航策略研究應用的時間比較晚，在這個領域還有較大的延伸空間。部分研究者利用拉格朗日乘子法解決改行問題，雖有一定的長處，但也存在簡化過多、不完全符合空管工作實際的缺陷。實際上，改航問題不僅僅只是靜態網絡的最短路問題，還需要規劃所有航班的飛行方案。在實際操作中，要符合空管習慣和規定，使用動態網絡中的算法來解決改航問題，制定改航策略。

（4）航班時刻優化策略。航班時刻優化是指在固定的航班周期內，建立旅客平均累計需求的時間函數，利用旅客延誤成本最小化原則，建立航班時刻的優化模型。實際上，這是一種對于航班順序的優化策略，利用時間窗的概念，可以動態的進行飛機指派，進一步優化了航班時刻排序。該優化策略的目標出發點仍為航班運營成本、旅客溢出成本以及飛機購置成本之和的最小化，充分考慮了旅客延誤的因素以及與航班時刻排序之間的關系，利用數學軟件對所建立的航班時刻優化模型進行求解，以求得最優排序。

4 結束語

綜上所述，以技術驅動管理創新的空中交通流量管理思路，為空中交通流量控制指明了新的發展方向，在體制創新、強化管理的基礎上，進一步優化地面等待策略、機場終端區飛機排序策略、改航策略和航班時刻優化策略，將促進我國空中交通流量管理水平不斷提升。

參考文獻：

[1]孫銳，季托，丁軼.空中交通流量管理系統綜述[J].電子質量，2020，41（05）：59-62.

[2]吳丹清，丁一波，張暉.空中交通指揮控制和流量管理發展研究[J].信息化研究，2020，46（02）：6-12.

[3]王博文.空中交通流量控制的現狀、策略以及發展趨勢[J].科技創新與應用，2017，7（17）：70.

[4]姚志華.基于經濟效應與航空安全平衡的空中流量控制策略研究[J].硅谷，2015，8（03）：266+270.