交通運輸空中交通管理探討

楊棹銘

摘要：21世紀(jì)以來，我國科學(xué)技術(shù)水平不斷提升，各行各業(yè)發(fā)展迅速，GDP總額不斷上漲迎來繁榮景象，航空業(yè)也隨之不斷做出改善以滿足社會需求，尤其是在航空業(yè)改革方面。

關(guān)鍵詞：中國民航；空中交通；管理制度

中圖分類號：V355.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-9129（2017）09-258-02

Abstract：Sincethe21stcentury，thelevelofscienceandtechnologyinourcountryhasbeenimproved，variousindustrieshavedevelopedrapidly，thetotalamount of GDP has been rising and ushered in a prosperous scene， and the aviation industry has been improving constantly to meet the needs of the society， especially in the aspect of aviation industryreform.

Keywords： CAAC； Air Traffic； Management system

世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，推動著各行業(yè)領(lǐng)域不斷創(chuàng)新，人類社會轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔r代，計算機(jī) 、微電子技術(shù)與信息科學(xué)技術(shù)的不斷完善與發(fā)展，尤其是信息化技術(shù)與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用基本涵蓋了所有的事業(yè)領(lǐng)域，很 大程度上促進(jìn)了我國通用航空業(yè)的科學(xué)管理的發(fā)展。

另一方面，隨著我國居民生活水平的不斷提升，在選擇旅行、出差或 者國際貿(mào)易往來的方式上也逐漸向首先考慮航空運輸。但是由于我國航空領(lǐng)域資源具有一定的局限性，民航的空中交通管理方面也有待完善，這就導(dǎo)致我國空中運輸呈現(xiàn)出需求大于供給的狀況發(fā)生。

1 我國民航空中交通管理現(xiàn)狀

簡而言之，空中交通管理是在先進(jìn)的高新科學(xué)技術(shù)對飛機(jī)進(jìn)行實時的跟蹤、管理以及控制，從而保障飛機(jī)在飛行中能夠有效避免風(fēng)險，保證 飛行安全?？罩薪煌ü芾淼闹饕ぷ鲀?nèi)容為有效的維護(hù)和促進(jìn)空中交通秩序與安全，保證空中飛行的暢通和安全，大致可以分為三部分，即空中

交通服務(wù)、空中交通流量、管理和空域管理。

我國航空業(yè)近年來雖然取得了突破性的進(jìn)展，飛機(jī)場、航空港的建立速度很快，有關(guān)管理部門將工作重點放在建設(shè)航空相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施上，卻忽略了空中管理體制的完善，存在管理技術(shù)手段不成熟、空中交通的評估機(jī)制不完善等問題。所以，我國空中交通管理部門借鑒了國外空中交通管理 機(jī)制的成功經(jīng)驗，從而有助于我國民航航空業(yè)的發(fā)展[1]。

由于國外發(fā)達(dá)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，航空業(yè)的發(fā)展相對我國來說起步要早得多，相關(guān)技術(shù)也比較完善，因此借鑒國外空中交通管理機(jī)制可以很好的幫助我國航空業(yè)的空中管理體制的發(fā)展與完善。目前我國空中交通管理機(jī)制中空中交通流量統(tǒng)計方法借鑒的是美國 ETMS 空中流量管理系統(tǒng)、歐洲 CFMU 中央流量空中交通系統(tǒng)的管理模式以及其他國家先進(jìn)的科學(xué)管理技術(shù)與方法，將其綜合起來以適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展特點與航空業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，從而保證空中管理工作的有效性與安全性[2]。

函數(shù)。

xij0，

式中：F（x）為敵方目標(biāo)威脅的損傷程度；G（x）為我方資源的保存程度；H

（x）為優(yōu)化目標(biāo)；a+b=1，a≥0，b≥0。

模型中，我方武器集合用矩陣 Om=[Oi]mxl 表示，其中 Oi 表示我方第 i 個武器平臺擁有武器的數(shù)量，m表示我方武器平臺的種類數(shù)量，我方擁有的武器總數(shù)為o i 。在進(jìn)行武器目標(biāo)分配中，使用同一種武器對目標(biāo)打擊的數(shù)量總和不能超過該武器平臺的數(shù)量上限，由此建立分配的容量約束：

x i j o i

j 1

敵方目標(biāo)集合用矩陣 En=[ej]nxl 表示，其中 ej 表示摧毀目標(biāo) j 需要的我方武器的最大數(shù)量，n是目標(biāo)數(shù)量。建立模型的戰(zhàn)略約束：xijej，表示保證可以分配足夠的武器打擊敵方目標(biāo)而又沒有武器的浪費。

我方資源值用矩陣V=[Vi]l×1表示，Vi表示我方第i個資源的價值，l表示我方資源的總數(shù)；敵方目標(biāo)威脅值用矩陣W=[Wj]n×1表示，Wj表示敵方第 j 個目標(biāo)的威脅值。

模型中對于武器狀態(tài)建立狀態(tài)矩陣S=[Si]m×1，其中Si表示我方第i個

（2）約束條件。對于約束條件，在優(yōu)化函數(shù)的基礎(chǔ)上引入懲罰函數(shù) P

（O，E），以對不符合約束條件的個體進(jìn)行淘汰。因此使用公式（4）作為遺傳算法的適應(yīng)度函數(shù)。

Fi（tx）=aF（x）+bG（x）+P（O，E）（4）

（3）遺傳操作

1）選擇。在解決 WTA 優(yōu)化問題上，若使用傳統(tǒng)的比例選擇的方法，有些適應(yīng)性較高的個體將占據(jù)下一代的絕大多數(shù)，這樣會導(dǎo)致算法過早收斂。所以選擇算子采用比例選擇配合最優(yōu)保存策略方法。

2）交叉與變異。針對 WTA 優(yōu)化問題的染色體編碼結(jié)構(gòu)特點，采用單點隨機(jī)定位的兩點間算數(shù)交叉運算，采用單點隨機(jī)定位的變異運算。

3 實驗研究

根據(jù)上文遺傳算法的流程，本文設(shè)計了一個簡單的實驗場景，將模型中的參數(shù)進(jìn)行人為給定，主要對作戰(zhàn)規(guī)模即武器的種類和目標(biāo)的數(shù)量進(jìn)行設(shè)定，其他參數(shù)如武器對目標(biāo)的打擊概率、目標(biāo)的威脅值都是通過程序

武器平臺的狀態(tài)向量，表示為： s

[ s ， s

， ， s

]T，S

表示第 i 個武器平

產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)。

2 我國民航空中交通管理存在的問題

2.1 投資效益不高。我國航空業(yè)的發(fā)展，絕大部分的資金支持是由國家財政撥款的，這種比較固化的投資方式，無法保證能夠快速獲取投資效益。據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示：我國空中管理的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)資金有超過 90%是來源于民航的發(fā)展基金。眾所周知，民航的發(fā)展基金是在國家財政資金管理 范圍內(nèi)，其審批程序極其嚴(yán)格；另一方面，地區(qū)空管局有權(quán)利在地區(qū)管理 局的審批權(quán)范圍內(nèi)向其申報項目，這樣就會在投資管理上造成因為人為因素打破了一體化的格局，極易導(dǎo)致多級多頭的管理現(xiàn)象頻頻發(fā)生[3]。

2.2 運行效率不高?？罩羞\輸在中長短距離的范圍內(nèi)具備一定的優(yōu) 勢，相對陸地運輸、海洋運輸來講，可以節(jié)省很多時間成本，對于一些在時 間上要求比較嚴(yán)格的客戶是最好的選擇，但是我國航空公司的運行普遍存在航班延誤的情況，而且航班誤點率呈現(xiàn)出不斷上漲的現(xiàn)象，這很大程度上造成了客戶的不滿情緒的產(chǎn)生。

造成航班延誤的原因很多，其中主要有四方面：第一個方面是受自然條 件的影響，氣候變化屬于不可控因素，所以當(dāng)惡劣天氣或不利于飛機(jī)安全飛 行的自然因素產(chǎn)生時，航班只能推遲甚至取消；第二方面是受航空公司自身 管理不善的影響，在飛機(jī)起飛前對飛機(jī)進(jìn)行安全監(jiān)測時，若飛機(jī)被檢測出機(jī) 械故障、機(jī)組成員安排、飛機(jī)調(diào)度調(diào)配等問題時，航空公司不能及時有效的 解決故障，造成航班延誤；第三方面是受空域航路或終端區(qū)空中交通流量飽 和，空中管制中心開始控制飛機(jī)的起降時間的影響；第四方面是受軍方對空 域的控制的影響，目前我國 20%的空域是對民航開放的，其他空域都是軍用或者是歸屬于軍方控制范圍內(nèi)的，這就導(dǎo)致了民航空域范圍過于小，同時現(xiàn) 在運營中的運輸機(jī)場中，將近三分之一是軍民合用機(jī)場。這些都造成了一系 列如航空器飛行沖突、空中及機(jī)場擁堵、航班延誤等問題[4]。

3 我國民航空中交通管理改革

3.1 完善空中管理制度。我國目前實行的空中交通管理體制是借鑒于 國外先進(jìn)的管理經(jīng)驗，雖然有助于我過航空業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，但是由于我國社會經(jīng)濟(jì)與國外有所差異。所以我國空中運輸管理機(jī)制需要結(jié)合社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀，將國內(nèi)民航空中管理的實際管理情況適當(dāng)?shù)奶崛饪罩泄芾眢w制的經(jīng)驗，從而有效規(guī)避因空中交通管理調(diào)控不當(dāng)而引起的飛機(jī)飛行安全風(fēng)險，建立與健全符合中國民航實際運營情況的管理制度。此外，空中交通管制中最主要的責(zé)任劃分還在于空域的劃分，要明確規(guī)定管制和非管制空域才能做到出現(xiàn)問題時能夠快速找到責(zé)任方，采取積極有效的措施解決問題，保證飛行安全[5]。

3.2 采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。由于空中運輸是在空中，不便于在出現(xiàn)問

題時能夠像陸地運輸一樣隨時隨地停下，所以航空業(yè)必須要采用先進(jìn)的設(shè)備與科學(xué)技術(shù)，保證地面指揮中心能夠?qū)崟r關(guān)注與檢測飛機(jī)在飛行過程中所有數(shù)據(jù)能夠保持在安全范圍內(nèi)。完善的硬件設(shè)備如通信設(shè)備、近 程、遠(yuǎn)程與進(jìn)場著陸導(dǎo)航設(shè)備、覆蓋整個空域的雷達(dá)監(jiān)視設(shè)備等，能夠最 大程度上保證飛機(jī)與地面指揮中心時刻保持著良好的信息傳遞，是保障航運交通運輸安全可靠的首要條件[6]。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 王偉.民航空中交通管制區(qū)域重組戰(zhàn)略研究[D].清華大學(xué)，2004.

[3] 戴軍.空中交通管制服務(wù)與航班延誤[J].中國民用航空，2004（08）.

[4]許少斌.關(guān)于我國空中交通管制體制改革焦點問題分析及對策研究

[J].南京航空航天大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2003（03）.

[5]李延.中國民航空中交通管理問題研究[D].首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)，2013.

[6]方敏.我國空中交通服務(wù)的問題及對策分析[D].同濟(jì)大學(xué)，2006.