基于民航空管系統(tǒng)容量評(píng)估的通信技術(shù)分析

金宇波+劉曄+馬純清

【摘要】 隨著我國(guó)民航運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展，空中交通流量不斷上升，信息需求節(jié)點(diǎn)也越來(lái)越多，為現(xiàn)有的通信系統(tǒng)帶來(lái)了巨大的壓力?，F(xiàn)有設(shè)備設(shè)施已經(jīng)難以適應(yīng)空中交通流量迅速增長(zhǎng)的需求，在資金有限的前提下，更新現(xiàn)有的通信技術(shù)已成為保障航空通信安全、提高空管系統(tǒng)容量的重要研究領(lǐng)域。

【關(guān)鍵詞】 空中交通管制容量 飛行流量控制 通信技術(shù)

近年來(lái)，由于航空運(yùn)輸量急劇增加，空中交通的密度逐漸加大，為空中交通管理帶來(lái)了巨大壓力，原有的空中交通管理系統(tǒng)在人力、物力、技術(shù)、管理等各方面日趨緊張。民航發(fā)展速度與空管保障能力已成為空管安全發(fā)展的主要矛盾，并由此誘發(fā)空域資源緊張、地區(qū)發(fā)展不平衡等問(wèn)題。除此之外，空中交通指揮還面臨著復(fù)雜天氣及其他部門活動(dòng)的影響，這些因素造成單位時(shí)間內(nèi)飛行量超出空中交通管制容量，為了確保飛行安全，不得不實(shí)施飛行流量控制。

一、影響空中交通管制容量的因素

為了主動(dòng)適應(yīng)空中交通流量快速增長(zhǎng)的需要，逐步改變被動(dòng)適應(yīng)流量增長(zhǎng)的局面，必須不斷提高空中交通管制容量?！吨袊?guó)民用航空空中交通流量管理運(yùn)行指導(dǎo)材料》中給出了明確定義：空中交通管制容量（ATC Capacity）用以反映空中交通管制系統(tǒng)或者其任何子系統(tǒng)或者運(yùn)行席位在正常運(yùn)行條件下能提供的空中交通服務(wù)，通常用在給定的一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)入指定的空域的航空器數(shù)量來(lái)表示?？罩薪煌ㄈ萘坎粌H受限于各不相同的航空用戶的不同要求、不同空管系統(tǒng)容量上的差異，它還取決于以下因素：現(xiàn)行空域結(jié)構(gòu)；氣象條件；交通流和空間分布特點(diǎn)；管制運(yùn)行間隔；管制人員能力與工作負(fù)荷；機(jī)場(chǎng)跑道、滑行道布局；空管設(shè)施設(shè)備保障能力等因素。

二、現(xiàn)有通信技術(shù)的限制與需求

空管通信業(yè)務(wù)劃分為航空固定業(yè)務(wù)（平面通信）和航空移動(dòng)業(yè)務(wù)（地空通信）。航空固定業(yè)務(wù)（AFS）：指在固定地點(diǎn)之間的電信業(yè)務(wù)，該業(yè)務(wù)由航空固定電信網(wǎng)（AFTN）來(lái)完成。航空移動(dòng)業(yè)務(wù)是指航空器電臺(tái)與地面對(duì)空電臺(tái)之間或航空器電臺(tái)之間的無(wú)線電通信業(yè)務(wù)。而這些業(yè)務(wù)是由許多分散的、獨(dú)立的設(shè)備或系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這些設(shè)備或系統(tǒng)由于是在不同時(shí)期、從不同廠家分別采購(gòu)的，所以相互之間技術(shù)兼容性很差，已經(jīng)漸漸不能滿足日益增長(zhǎng)的空管保障需求。地空通信易受無(wú)線電干擾、民航頻率資源緊缺，以及平面通信中傳輸設(shè)備之間不能互溶等問(wèn)題，并不能依賴于無(wú)限制增加設(shè)備設(shè)施來(lái)解決，必須從技術(shù)上進(jìn)行突破。

通信技術(shù)是空中交通管制中必要的工具和手段，為有效降低空中交通管制員的工作負(fù)荷、減輕工作壓力、提高管制效率，通信新技術(shù)必須關(guān)注穩(wěn)定性、可靠性、可用性、可維護(hù)性，朝向提高系統(tǒng)性以及無(wú)縫對(duì)接方向發(fā)展，逐步實(shí)現(xiàn)高、中、低空管制中心之間地空通信、平面通信系統(tǒng)的互聯(lián)，并擴(kuò)展系統(tǒng)之間的互溶、兼容能力，從而實(shí)現(xiàn)空地一體化的通信技術(shù)支持體系。 “十二五”規(guī)劃的重點(diǎn)是提高空域資源使用效率和加大新技術(shù)應(yīng)用力度，全面建設(shè)高適應(yīng)性的、大容量的、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化的空管技術(shù)和設(shè)備體系。

三、新型航空電信網(wǎng)的通信技術(shù)探索

1991年，國(guó)際民航組織引入通信、導(dǎo)航、監(jiān)視/空中交通管理（簡(jiǎn)稱CNS/ATM）新航行系統(tǒng)概念，目的是通過(guò)應(yīng)用數(shù)據(jù)通信、衛(wèi)星通信技術(shù)改善現(xiàn)有的空中交通管理系統(tǒng)。新型航空電信網(wǎng)（ATN）是新航行系統(tǒng)的重要組成部分，是新一代航空通信系統(tǒng)的全面解決方案。它是利用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和地空數(shù)據(jù)鏈，將地地通信、地空通信和航行信息等多種數(shù)據(jù)子網(wǎng)互聯(lián)來(lái)構(gòu)建一套技術(shù)水平更高、交互式節(jié)點(diǎn)更多的通信網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

作為民航業(yè)內(nèi)專業(yè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，新型航空電信網(wǎng)比商業(yè)互聯(lián)網(wǎng)具有更大地址分配空間，因此更容易實(shí)現(xiàn)安全和擴(kuò)容的需求。它將平面數(shù)據(jù)通信和地空數(shù)據(jù)通信融為一體，改變了過(guò)去航空專用、封閉式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，改變了過(guò)于單一的內(nèi)部通信方式，在地面和地空的網(wǎng)絡(luò)中均采用了開放式系統(tǒng)互連結(jié)構(gòu)，這樣就可以很方便地將空中交通管理局、航空公司、機(jī)場(chǎng)管理和其他相關(guān)單位的通信網(wǎng)絡(luò)相互連接在一起，實(shí)現(xiàn)更大空域內(nèi)平面通信、地空通信資源的共享。正是由于具有了更強(qiáng)大的信息整合和處理能力，ATN成為一個(gè)適應(yīng)民航發(fā)展需求的一體化解決方案。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 中國(guó)民用航空空中交通流量管理運(yùn)行指導(dǎo)材料. 中國(guó)民航局空中交通管理局

[2] 杜寶偉著. 新一代航空電信網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用發(fā)展

[3] 曹鵬，李華聰著. 航空數(shù)據(jù)鏈數(shù)學(xué)建模與系統(tǒng)仿真endprint