關于復雜機場終端區空域資源配置―點融合技術研究

解 靜

中國民用航空華東空中交通管理局浙江空管分局 浙江 杭州 311207

引言

對于繁忙的空域，管制員經常使用雷達作為引導航空器方向的一種方式，盡管使用雷達引導可以實現靈活高效，但與此同時也給管制員帶來較大的工作負荷、造成無線電通信頻道堵塞，這些對于航空器的運行效率、安全都產生負面影響。

因此本次研究中點融合技術為基礎，同時結合相關儀表平行進近解決現階段杭州蕭山機場存在的終端區域資源配置與民航排序問題。

使用該技術可以實現民航系統化的進場排序，有效解決大流量情況下不同方向進場航班沖突調配、排序的問題。

1 點融合程序的結構與運行過程

1.1 點融合排序弧 點融合程序巧妙的利用到圓弧上方任一點到圓心距離相等的原理設計出一種具有近似弧形的內、外排序邊的飛行程序，同時在相關儀表平行進近的基礎上實現對進場航空器航跡的優化，實現對雷達工作量的簡化，提升管制運行的效率、安全性。兩條排序邊處于平行狀態，進場交通流的方向呈現相反，同一排序邊到融合點的距離是相等的，通過調整速度可以有效控制航空器之間的水平間隔，對于不同的排序邊考慮使用垂直間隔以確保航空器飛行的安全性。[1]

對間距相等的距離標記線進行考察以后可以非常直觀的確定位于前后兩部航空器的縱向間隔，此時管制員可以直接向航空器發送起飛指令同時控制好位于排序弧上的實際飛行距離與時間，最終實現對航空器飛行間隔的準確控制。[2]

1.2 使用點融合技術的前提條件

(1)必須要有雷達管制，實現對飛行態勢的實時監控，把握好航空器的飛行高度、速度、方向、位置等一系列參數；

(2)對于執行執行PM程序的航空器的飛行管理系統需要具備橫向引導功能；

(3)航空器飛行空域需要設計、公布對應的PM程序，同時程序的實施不會受到天氣、空軍戰斗機活動等因素的影響；

(4)確保精密區域導航技術所需要的一系列導航關鍵設備都處于正常運行狀態；

(5)經過系統培訓以后的管制員、飛行員可以熟練的使用PM程序。

1.3 點融合技術的使用方法

(1)預排序:根據即將進入點融合系統排序邊飛機的位置，管制員可以確定大致的順序，同時對進入點融合系統的飛機一系列參數進行檢查，包括飛行的高度、速度、時間間隔等等。[3]

(2)排序:飛行員駕駛飛機位于點融合系統內外排序邊緣水平、勻速的飛行，此時管制員需要密切關注飛機飛行的態勢，以飛機距離標記線作為參考明確飛機之間的縱向間隔。當前后飛機均滿足規定間隔要求時，此時管制員可發出直飛指令，接到指令后，飛行員駕駛飛機轉彎直飛融合點，最終實現飛機進場航班排序以及機場終端區域的資源配置；

(3)保持次序:通過速度調整指令，管制員可以確保飛機之間的縱向間隔，與此同時向飛機發送下降高度的指令，或者是進入到連續下降的運行程序，此時飛行員響應高度、速度調整指令，最終可以使飛機在確保飛行序列以及指定高度的情況下通過融合點。

2 相關儀表平行進近

相關平行進近模式指相鄰跑道儀表著陸系統上進近航空器需要依照規定的雷達時間間隔進行配備，位于平行跑道的同時使儀表著陸系統開始進近運行模式。

經過分析后可以發現，雙跑道落地航空器間需要的間隔越小，有時甚至不需要配備雷達間隔，由此增加空中流量，在單位時間內會容納更多的航空器，不足的是，伴隨時間間隔的接近，從而造成風險增加，如以下特殊情況:

(1)飛機間隔過近、航空器出現故障、地面能見度不足、遇到風切變；

(2)當出現上述情況時，極有可能導致航空器出現危險接近。

綜上分析，在設計杭州蕭山機場時，規定雙跑道只有在滿足足夠距離的情況下才可以啟用相關的運行模式:雙跑道中線間距≥915m的情況下，航空器將被允許以相關儀表平行進近模式運行。

使用相關儀表平行進近可以使航空器在單位時間內具有更大的容留提升空間，但從理論的角度出發可以達到單跑道容量的兩倍，待一系列安全問題得到解決以后，間隔上只需要兩架航空器始終保持2海里的斜距即可，同跑道航空器間隔設計以單跑道進近的間隔為基準。通過實際工作看來，使用雙跑道至少可以增加50%―75%的容量，當然在一定程度上也取決于具體的流量，總之，使用相關儀表平行進近可以提升航空器流量，對于機場終端區域資源配置也具有積極意義。

3 設計點融合程序

3.1 空域狀況 就杭州蕭山機場進行研究，對使用點融合技術是否可以有效解決面對大流量情況下進場航班排序以及資源合理配置的問題，使機場終端空域運行效率、安全性得到有效提升。

蕭山機場終端區域存在的指揮難點如下:

(1)機場終端區域具有較小的管轄范圍，涵蓋進場、離場航路共6條，用于間隔調配的時間、空間均有限；

(2)機場終端區域內部具有較大的航班流量，對于進場、離場的飛機容易產生飛行高度，其中進場航空器容易因為雷達出現交叉匯聚沖突，具有較大的突破調配難度；

3.2 點融合程序管制模擬驗證 點融合程序與現行程序存在的差別在于雷達引導、高度、速度，可以發現，雷達引導的次數大幅度減少，相對應的速度、高度指令變化次數小幅度減少，而直飛指令發布的次數基本持平。

在實際的管制工作當中，還關系到飛機飛行參數的變化，因此飛行員需要簡要復誦管制指令，做到重要指令落實平均時間與管制員發出指令平均時間加上飛行員復誦指令的平均時間總和，計算出雷達管制指令平均時間，可以看出與一線的雷達管制工作并無差異。

4 結論

經過本次研究表明，使用點融合技術可以有效規劃民航機場跑道，同時實現對機場終端區域資源合理配置，在杭州蕭山機場當中應用具有可行性。