朱雅峰

摘要：隨著我國(guó)民航快速發(fā)展，航班運(yùn)輸量持續(xù)增長(zhǎng)，空中交通流量的快速增長(zhǎng)給空管行業(yè)帶來(lái)越來(lái)越大的挑戰(zhàn)，對(duì)空中交通流量進(jìn)行科學(xué)合理的管理的需求日益凸顯。本文嘗試在協(xié)同決策理念下，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)，構(gòu)建多方參與、信息共享的空中交通流量管理系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);空中交通流量管理;協(xié)同決策

1 緒論

1.1大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)是一個(gè)體量大、類別多并且難以用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)工具對(duì)其進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)集合。大數(shù)據(jù)不僅僅是指海量的信息，更強(qiáng)調(diào)向信息能如何篩選和處理。

1.2空中交通流量管理

空中交通流量管理是保障飛行行安全的重要環(huán)節(jié)，是對(duì)現(xiàn)有機(jī)場(chǎng)、空域、航路進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估后采用的管理方式，通過(guò)合理地放行航空器在保障安全的基礎(chǔ)上加速空中流量，減少空中擁堵，有效降低空中交通安全風(fēng)險(xiǎn)，最大化利用有限的空域資源。

1.3協(xié)同決策

協(xié)同決策（Collaborative Decision Making，簡(jiǎn)稱CDM）是開放、透明的平臺(tái)，是一個(gè)高效、可靠的運(yùn)行機(jī)制，其通過(guò)空中交通流量管理系統(tǒng)各參與方，包括如氣象、機(jī)場(chǎng)、航空公司、軍航、通用航空、私人業(yè)界、學(xué)術(shù)界和政府等，協(xié)同制定戰(zhàn)略和做出戰(zhàn)術(shù)決策，來(lái)實(shí)現(xiàn)減少延誤和正點(diǎn)等系統(tǒng)目標(biāo)。CDM不是一個(gè)目標(biāo)，而是用來(lái)實(shí)現(xiàn)航空運(yùn)行系統(tǒng)性能目標(biāo)的理念。由于CDM要求系統(tǒng)各參與方做到目的與信息共享、相互溝通，并最終協(xié)調(diào)決策，因而使用CDM能夠?qū)崿F(xiàn)相對(duì)高效的、正確的決策目標(biāo)。

2當(dāng)前空中交通流量管理協(xié)同決策的現(xiàn)狀

CDM機(jī)制從運(yùn)行開始到現(xiàn)在，已經(jīng)被歐美等航空業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家證明能夠有效地提高航空運(yùn)輸系統(tǒng)效率。目前，CDM是美國(guó)流量管理系統(tǒng)的重要組成部分，確保FAA與國(guó)家空域系統(tǒng)的用戶之間進(jìn)行有效的協(xié)調(diào)，在公平、透明的環(huán)境中共享準(zhǔn)確的可用信息，更加靈活地解決飛行流量受到限制時(shí)所帶來(lái)的問(wèn)題。近年來(lái)我國(guó)各地區(qū)空管局上線運(yùn)行的CDM系統(tǒng)以及每天的視頻協(xié)調(diào)會(huì)議都是協(xié)同決策理念在空中交通流量管理中的初步應(yīng)用。依托CDM系統(tǒng)，各地區(qū)空管局基本建立了本地區(qū)內(nèi)統(tǒng)一的流量管理工作程序，此外民航局空管局也建立了民航運(yùn)行協(xié)調(diào)決策機(jī)制，各地區(qū)空管局、重要航空公司和機(jī)場(chǎng)以及繁忙地區(qū)空管分局（站）每天利用視頻協(xié)調(diào)會(huì)議系統(tǒng)，及時(shí)掌握和協(xié)調(diào)處理航班運(yùn)行問(wèn)題。

這些措施有效緩解了空中交通擁堵、提升空管運(yùn)行效率，但是在執(zhí)行過(guò)程中還存在一些問(wèn)題：

2.1 全國(guó)還缺乏統(tǒng)一的空中交通流量管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，各地區(qū)空管局實(shí)施流量管理的具體措施和方法還有差異;

2.2當(dāng)前各地區(qū)運(yùn)行的CDM系統(tǒng)也存在明顯局限性，僅僅實(shí)現(xiàn)通過(guò)限制條件計(jì)算出航班預(yù)計(jì)起飛時(shí)刻，只解決了關(guān)艙門后旅客長(zhǎng)時(shí)間等待的問(wèn)題;

2.3各地區(qū)間CDM系統(tǒng)暫時(shí)還不能實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)交換，整體運(yùn)行效率不高而且數(shù)據(jù)信息不連續(xù)，反饋更新不及時(shí)，浪費(fèi)時(shí)間間隙;

2.4區(qū)域流量管理系統(tǒng)為核心的協(xié)同網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能更新以及實(shí)施維護(hù)不能及時(shí)有效;

2.5區(qū)域流量管理子系統(tǒng)為核心的協(xié)同網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的航班數(shù)據(jù)和現(xiàn)行管制部門雷達(dá)實(shí)時(shí)航班數(shù)據(jù)不匹配;

2.6流量管理部門的輔助決策系統(tǒng)數(shù)據(jù)匱乏

盡管近幾年流量管理部門統(tǒng)計(jì)并發(fā)布通行能力管理以及實(shí)施大面積航班延誤預(yù)警及響應(yīng)機(jī)制，可也僅限于國(guó)內(nèi)幾大管制中心和大型機(jī)場(chǎng)。同時(shí)氣象數(shù)據(jù)以及氣象預(yù)報(bào)對(duì)流量管理部門決策支持軟件不夠及時(shí)不夠精確，僅僅憑流量管理人員的經(jīng)驗(yàn)做出的預(yù)先流量管理措施多數(shù)是粗放型的，同時(shí)也給流量管理人員帶來(lái)嚴(yán)重的職責(zé)風(fēng)險(xiǎn)。所以，流量管理和管制指揮的相輔相成和諧也就成了水中之月，鏡中之花。

3大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)解決空中交通流量管理協(xié)同決策的建議

3.1數(shù)據(jù)挖潛、信息共享

通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)可使用空域數(shù)據(jù)，計(jì)劃航班時(shí)刻數(shù)據(jù)，管制雷達(dá)航班實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，非正常情況下動(dòng)態(tài)航班時(shí)刻更新數(shù)據(jù)，各管制區(qū)域流量管理數(shù)據(jù)甚至機(jī)場(chǎng)保障能力數(shù)據(jù)，航空公司執(zhí)行機(jī)組數(shù)據(jù)，氣象部門往期 實(shí)時(shí)和預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)等等，成為流量管理聯(lián)機(jī)分析處理、數(shù)據(jù)挖掘的基礎(chǔ)。而流量管理部門又能夠依托大數(shù)據(jù)系統(tǒng)及時(shí)有效地把最新的航班數(shù)據(jù)反饋到管制部門，航空公司，機(jī)場(chǎng)保障部門甚至是智能化地各個(gè)乘客的移動(dòng)設(shè)備。這將具有非凡的意義，不僅可以降低航班安全風(fēng)險(xiǎn)提高航班正點(diǎn)率，甚至可以極大地提高乘客的滿意度。

3.2空域使用精細(xì)化化

目前中國(guó)大陸只有約15%的空域開放為民航使用，空域開放程度嚴(yán)重不足，這與空中交通發(fā)達(dá)國(guó)家90%左右空域用于民用形成強(qiáng)烈反差。一方面空域資源大量閑置，另一方面民用航空活動(dòng)卻缺乏足夠的活動(dòng)空間。由于沖突處理缺少機(jī)動(dòng)空間和無(wú)法靈活選擇航線和高度，整個(gè)空中交通管理系統(tǒng)的容量受到很大的局限。如果在有效保密的情況下，與軍方達(dá)成可使用空域數(shù)據(jù)精確化模塊化，將大大改善雙方的發(fā)展。

3.3雷達(dá)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)更新

目前，民航各個(gè)管制部門（除極少數(shù)使用萊斯系統(tǒng)）使用國(guó)外引進(jìn)的雷達(dá)系統(tǒng)，其核心數(shù)據(jù)源不對(duì)外開放，導(dǎo)致航班飛行過(guò)程中因?yàn)橹笓]引導(dǎo)、繞航天氣或者非正常返航備降等情況，航班實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)不能及時(shí)導(dǎo)出，流量管理協(xié)同放行無(wú)法獲取數(shù)據(jù)，后續(xù)流量預(yù)測(cè)航班放行都不準(zhǔn)確，無(wú)論如何努力，難為無(wú)米之炊，通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)可以使流量管理協(xié)同放行數(shù)據(jù)與各個(gè)管制部門雷達(dá)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)完全契合，有效解決這一難題。

3.4實(shí)施自由航路航線

目前，航空公司申請(qǐng)備用航線從申請(qǐng)到獲批程序復(fù)雜費(fèi)時(shí)費(fèi)力，最終也是錯(cuò)過(guò)了最佳時(shí)機(jī)，并不能達(dá)到減少延誤、保證航班正點(diǎn)的目的?？墒侨绻嬲_(dá)到自由選擇航路航線，只要更改了航班的PLN 及FPL報(bào)文，流量管理及時(shí)采集處理并更新了數(shù)據(jù)，那么在復(fù)雜氣象條件下或者其他用戶占用空域情況下就可以及時(shí)分配航班流提高航班正點(diǎn)率，極大降低航空運(yùn)營(yíng)成本。

3.5提高氣象數(shù)據(jù)的直觀性、準(zhǔn)確率

目前，氣象部門只提供氣象產(chǎn)品，流量管理人員只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷對(duì)空中交通影響采取流量管理措施。可是經(jīng)驗(yàn)在于準(zhǔn)或者不準(zhǔn)，在于保守或激進(jìn)，不能更有效進(jìn)行流量管理。而采集更廣泛的氣象往期數(shù)據(jù)，結(jié)合當(dāng)前的氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)分析給出前瞻性預(yù)測(cè)并把這種預(yù)測(cè)結(jié)合更廣泛空中交通通行能力數(shù)據(jù)分析，給出直觀的決策支持，將對(duì)整個(gè)流量管理有里程碑式的意義。

3.6完善航班計(jì)劃

眾所周知，常規(guī)情況下流量管理部門根據(jù)預(yù)測(cè)天氣狀況空域使用狀況班期時(shí)刻表對(duì)第二天或者當(dāng)天的航班做戰(zhàn)略規(guī)劃和戰(zhàn)術(shù)布置。那么經(jīng)過(guò)一定時(shí)期的流量管理大數(shù)據(jù)積累，在經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)挖掘算法后，反過(guò)來(lái)又可以進(jìn)一步修訂長(zhǎng)期航班計(jì)劃以利于減少航班延誤或提高航班正點(diǎn)率。與此同時(shí)，流量管理部門又可以經(jīng)過(guò)預(yù)測(cè)性分析生成一個(gè)相對(duì)不需要延誤的下一日或隔日的動(dòng)態(tài)航班計(jì)劃，利用大數(shù)據(jù)系統(tǒng)把這個(gè)動(dòng)態(tài)航班計(jì)劃數(shù)據(jù)及時(shí)傳遞到各個(gè)航空公司及至乘客的移動(dòng)設(shè)備。既保證了航班正常性，又提高了乘客滿意度，一舉兩得。

4 結(jié)束語(yǔ)

協(xié)同決策作為空中交通流量管理的核心理念，能實(shí)現(xiàn)各方數(shù)據(jù)信息的集成共享，是緩解空中交通擁堵，提升空管運(yùn)行效率，促進(jìn)空中交通和諧的有效途徑。在此理念指導(dǎo)下，大數(shù)據(jù)技術(shù)的開發(fā)利用將為空中交通流量管理體系的建設(shè)帶來(lái)質(zhì)的飛躍?；诖髷?shù)據(jù)的流量管理系統(tǒng)不僅具備數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性和高效性，還能對(duì)空中交通流量進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)和多用戶的需求滿足，對(duì)當(dāng)前我國(guó)流量管理體系建設(shè)具有積極的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。但是流量管理體系建設(shè)不是一朝一夕就能完成的，而是一個(gè)系統(tǒng)性、長(zhǎng)期性的工程，需要反復(fù)實(shí)踐，不斷總結(jié)和完善。

參考文獻(xiàn)

[1]《大數(shù)據(jù)時(shí)代》 ??作者：【英】 維克托.邁爾-舍恩伯格 【英】肯尼思.庫(kù)克耶 翻譯：盛楊燕 周濤

[2]《基于大數(shù)據(jù)下的空中交通流量管理研究》作者：吳雪萊

（作者單位：中國(guó)民用航空中南地區(qū)空中交通管理局）