空中交通流量管理中的扇區(qū)容量評估研究

廖如賓

摘 要：隨著航空運輸業(yè)的高速發(fā)展，空中交通管理、空中交通流量管理日益緊迫，它是實現(xiàn)為人們提供便捷高效飛行服務(wù)的重要活動，對促進航空運輸業(yè)繁榮發(fā)展、科學(xué)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。鑒于此，本文對空中交通流量管理定義、基本原則和扇區(qū)容量評估做了相應(yīng)介紹，并對扇區(qū)容量評估在空中交通流量管理中的應(yīng)用進行了一定探究。

關(guān)鍵詞：空中交通流量管理；扇區(qū)容量評估；空域容量

在空中交通流量管理中，對空中交通流量水平的有效評估是非常關(guān)鍵的一環(huán)。通過評估我們可以及時了解當(dāng)前空中交通流量管理水平，發(fā)現(xiàn)管理中存在哪些缺陷和不足。但扇區(qū)容量評估在實際應(yīng)用中存在一定片面性，為了彌補這一缺陷，需要對扇區(qū)容量評估策略進行優(yōu)化。

1 空中交通流量管理的定義及管理原則

空中交通流量管理，國際民航組織ICAO在《空中交通管理》對其下的定義是：為了實現(xiàn)對空中交通容量的最大化利用，保證空中交通快捷、安全、有序的流通，依據(jù)有關(guān)空中交通服務(wù)當(dāng)局標(biāo)準(zhǔn)對空中交通進行管理的一種服務(wù)。從定義中可以分析出，實施空中交通流量管理的主要目的是為航空公司提供及時、準(zhǔn)確的信息，保證空中交通可以正常有序、安全的運營，促進空中交通管制流量最大化利用。

空中交通流量管理分為3種形式，分別為空中調(diào)速、空中等待和地面等待，從這3種形式出發(fā)對空中交通流量進行管理，必須遵循如下幾項基本原則：經(jīng)濟性、安全性、及時性和平等性。提高空中交通流量管理的經(jīng)濟性，應(yīng)以地面等待為主，空中調(diào)速為輔，將對流量的限制放在地面進行，從而減少空中對燃料的消耗，減少成本[1]。安全性原則主要是針對管制人員和管制場所而言的，實施空中交通流量管理工作時，應(yīng)避免管制人員的超負(fù)荷工作，避免管制現(xiàn)場混亂，消除一切不安全因素。平等性要求空中交通盡可能做到先到先服務(wù)。及時性原則要求空中交通流量管理盡量減少空中等待時間，降低空中交通容量壓力。

2 空中交通流量管理的扇區(qū)容量評估

2.1 扇區(qū)容量評估模型的建立

目前，基于空中交通流量管理的扇區(qū)容量模型主要有航路容量模型、終端區(qū)（機場）容量模型和空域（跑道）容量模型3種。航路容量模型，受空域的限制，航班從機場起飛后只能按照既定的航路進行巡航飛行，若空中航班飛行航班較多就會造成空中交通擁堵。航路容量評估模型就是為了避免這類情況發(fā)生的一種評估工具。機場容量模型，到達目的地的航班通過進近路線落向跑道經(jīng)過一段地面緩沖最后停落在機場，是空中交通容量評估中的一種復(fù)雜情形。跑道容量模型，隨著航班班次的逐漸增加，對機場容量和跑道容量的要求越來越高，為了實現(xiàn)容量的最大化利用，需要對機場跑道實施容量評估[2]。

鑒于空中交通流量管理以空域容量為基礎(chǔ)和前提，目的是為了依據(jù)當(dāng)前容量需求實現(xiàn)對所有航班容量起飛時間的合理分配，因而本文將以空域容量模型的建立為例，對扇區(qū)容量評估法在空域容量模型建立中的應(yīng)用進行分析?？沼蛉萘亢涂罩薪煌ǚ?wù)容量指的是在某一特定時間內(nèi)，機場所能夠接收的最大航空器架次。一般情況下，空域容量分為實際容量（也稱運行容量）和最大容量兩種，實際容量指的是在不超出所能夠接受航班延誤水平前提下，對于在指定時間段內(nèi)某一機場或空域范圍內(nèi)所能夠服務(wù)的最大航空器數(shù)量[3]。

2.2 基于管制員工作負(fù)荷的扇區(qū)容量評估

本文采用簡單易行、可操作性強、對實際容量和最大容量均適用的基于管制員工作負(fù)荷的容量評估法來對空域容量進行評估?；诠苤茊T工作負(fù)荷的扇區(qū)容量評估，以管制員的模擬機操作為基礎(chǔ)，借助多種測量工具對管制員在模擬操作時的各項工作指標(biāo)進行定量測試，并繪制成表格，通過數(shù)據(jù)分析最終得出評估結(jié)果?？罩薪煌ü苤浦饕怯晒苤茊T根據(jù)心智模型和ATC系統(tǒng)實時描述，通過雷達、飛行進程單等工具來為航空器提供間隔服務(wù)，包括垂直間隔與水平間隔。心智模型中包涵了大量的業(yè)務(wù)技能及知識信息，可通過與系統(tǒng)的直接相互作用來實現(xiàn)解決實際工作中的一系列問題，對管制員起著引導(dǎo)和認(rèn)知作用。隨著航班量的增加，管制員工作負(fù)荷對空域容量的約束作用也變得更強[4]。這里，將統(tǒng)計時間段設(shè)為3分鐘，3分鐘以內(nèi)的航班架次為管制員在該段時間內(nèi)所指揮且操作過的航空器數(shù)量。若某一空域存在多個扇區(qū)，則管制員需要進行協(xié)調(diào)，以時間單元來設(shè)定，安排好航班計劃。對各時間段內(nèi)的航空器架次進行統(tǒng)計，求出對應(yīng)的統(tǒng)計值并與權(quán)值相乘，再將各統(tǒng)計結(jié)果相加最終得到某時間段對應(yīng)的管制員工作負(fù)荷，如下：

其中，Ga-e為管制區(qū)域內(nèi)管制員在各種情況下的工作負(fù)荷權(quán)值，Qa-e為管制區(qū)域內(nèi)各種情況下管制員處理的航空器數(shù)量，Qxt為管制員協(xié)調(diào)多扇區(qū)的工作負(fù)荷。將有效范圍內(nèi)的航班架次除以時間便可以求出空域內(nèi)扇區(qū)容量。

3 總結(jié)

通過上文分析我們知曉空中交通流量管理與機場容量、空域容量、空中交通管制、航班起飛時刻分配等各方面均存在緊密聯(lián)系，其流量管理水平高低直接影響著整個航空業(yè)的發(fā)展與服務(wù)質(zhì)量。所以，人們應(yīng)改進扇區(qū)容量評估方法，提高空中交通流量水平評估有效性，從而加強空中交通流量管理。

參考文獻

[1]黃斌.空中交通流量管理中容量評估系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].電子科技大學(xué)，2013.

[2]彭瑛.空中交通流量統(tǒng)計、預(yù)測系統(tǒng)及容量評估問題研究[D].南京航空航天大學(xué)，2012.

[3]張建平，劉丹，程延松，等.基于空中交通管制運行品質(zhì)的扇區(qū)容量評估[J].航空計算技術(shù)，2014，（3）：1-3.

[4]張功.基于管制員工作負(fù)荷的扇區(qū)容量評估技術(shù)研究[D].南京航空航天大學(xué)，2013.

（作者單位：民航貴州空中交通管理分局）